(57)【要約】油圧装置（１）は、ハウジング（２）と、第１の回転軸（４）の周りに回転可能であるシャフト（３）とを有する。シャフト（３）は、フランジ（８）と、一部球形部分（１６）と、フランジ（８）に取り付けられる複数のピストン（９）とを有する。油圧装置（１）はまた、複数の円筒形スリーブ（１１）を有し、各スリーブ（１１）は、中心線（２３）を含むスリーブ開口（１４）を備えたスリーブ底部（１３）を有する。スリーブ（１１）は、ピストン（９）と協働して可変容量のそれぞれの圧縮室（１２）を形成する。胴板（１５）は、一部球形部分（１６）に取り付けられ、それぞれの中心線（２２）を含む胴板ポート（２１）を有する。スリーブ（１１）は、鋭角の傾斜角によって第１の回転軸（４）と交差する第２の回転軸（１９）の周りに回転可能である。胴板（１５）は、第２の回転軸（１９）の周りに複数の旋回軸（２４）を形成する複数のピン溝連結によってシャフト（３）に回転方向に連結される。溝（１８）の幅は、ピン（１７）が運転状態下において第２の回転軸（１９）の周りの回転方向にそれぞれの対応する溝（１８）内部において移動することを可能にする。第２の回転軸（１９）の周りの回転方向にシャフト（３）と胴板（１５）との相対位置は、運転状態下においてそれぞれの胴板ポート（２１）の各中心線（２２）が対応するスリーブ開口（１４）の中心線（２３）に対して第２の回転軸（１９）の周りの回転方向にスリーブ開口（１４）の中心線（２３）が存在する範囲内において変動するように構成される。
2021500499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）に取り付けられ、前記ハウジング（２）に対して第１の回転軸（４）の周りに回転可能であるシャフト（３）であって、前記シャフト（３）が、前記第１の回転軸（４）に対して横方向に延在するフランジ（８）と、前記フランジ（８）から離間した中心点（ＣＰ）を含む一部球形部分（１６）とを備えたシャフト（３）と、
前記第１の回転軸（４）と平行に延在する構成要素を有するそれぞれのピストン中心線を含む複数のピストン（９）であって、ピストン（９）が、前記第１の回転軸（４）の周りに等角度距離に前記フランジ（８）に取り付けられるピストン（９）と、
複数の円筒形スリーブ（１１）であって、各スリーブ（１１）が、中心線（２３）を含むスリーブ開口（１４）を備えたスリーブ底部（１３）を有し、スリーブ（１１）が、前記ピストン（９）と協働して可変容量のそれぞれの圧縮室（１２）を形成する複数の円筒形スリーブ（１１）と、
前記シャフト（３）の前記一部球形部分（１６）に取り付けられ、それぞれの中心線（２２）を含む胴板ポート（２１）を有する胴板（１５）とを備え、
前記胴板（１５）が、前記スリーブ底部（１３）を支持する第１の側と面板（７）によって支持される反対の第２の側とを有し、前記面板（７）が、前記ハウジング（２）に取り付けられると共に前記スリーブ（１１）が第２の回転軸（１９）の周りに回転可能であるように前記第１の軸（４）に対して角度が付けられ、前記第２の回転軸（１９）が、前記シャフト（３）が回転する間に前記圧縮室（１２）の容量が変化するような鋭角の傾斜角によって前記中心点において前記第１の回転軸（４）と交差し、
前記胴板（１５）が、溝（１８）が前記一部球形部分（１６）及び前記胴板（１５）の一方に配置されると共にピン（１７）が前記一部球形部分（１６）及び前記胴板（１５）の他方に配置されるピン溝連結によって前記シャフト（３）に回転方向に連結され、
前記溝（１８）が前記第１及び第２の回転軸（４，１９）の一方と同一方向に延在する長手方向を有すると共に前記ピン（１７）が前記溝（１８）によって受容され、それによって、前記第２の回転軸（１９）に直交して延在すると共に中心点（ＣＰ）を通過する前記胴板（１５）の旋回軸（２４）を形成し、
運転状態下において各圧縮室（１２）が、対応するスリーブ開口（１４）及び胴板ポート（２１）を介して前記面板（７）のポートに交互に連通する、油圧装置（１）であって、
前記油圧装置（１）は、前記第２の回転軸（１９）の周りに等角度距離に複数の旋回軸（２４）を形成する複数の前記ピン溝連結を有し、
前記溝（１８）の幅は、前記ピン（１７）が運転状態下において前記第２の回転軸（１９）の周りの回転方向にそれぞれの対応する溝（１８）内部において移動することを可能にし、
前記第２の回転軸（１９）の周りの回転方向に前記シャフト（３）と前記胴板（１５）との相対位置が、運転状態下においてそれぞれの胴板ポート（２１）の各中心線（２２）が対応するスリーブ開口（１４）の中心線（２３）に対して前記第２の回転軸（１９）の周りの回転方向に前記スリーブ開口（１４）の中心線（２３）が存在する範囲内において変動するように構成される、
油圧装置（１）。
【請求項２】
前記胴板ポート（２１）のそれぞれの中心線（２２）は、対応するスリーブ開口（１４）の中心線（２３）と実質的に一致する中心線の周りに変動する、
請求項１に記載の油圧装置。
【請求項３】
前記溝（１８）のそれぞれは、平行な溝縁を有する、
請求項１又は請求項２に記載の油圧装置（１）。
【請求項４】
前記溝（１８）のそれぞれは、中点（ＭＰ）を有し、前記溝の幅は、前記溝（１８）の長手方向に前記中点から反対方向に増加する、
請求項１又は請求項２に記載の油圧装置（１）。
【請求項５】
少なくとも前記中点（ＭＰ）において、前記溝縁のそれぞれは、前記溝（１８）の長手方向中心線に対して前記傾斜角の半分だけ角度が付けられる、
請求項４に記載の油圧装置（１）。
【請求項６】
前記傾斜角は、可変であり、前記溝縁のそれぞれは、最大傾斜角の半分だけ角度が付けられる、
請求項５に記載の油圧装置（１）。
【請求項７】
前記ピン（１７）は、それぞれの溝（１８）に中点（ＭＰ）において正確に適合する、
請求項４から請求項６の何れか１項に記載の油圧装置（１）。
【請求項８】
各溝（１８）の溝縁は、前記中点（ＭＰ）から少なくとも前記ピン（１７）及び溝縁が運転状態下において緩み接触位置まで実質的に直線状である、
請求項４から請求項７の何れか１項に記載の油圧装置（１）。
【請求項９】
前記ピン（１７）と前記溝縁との間の反復接触領域の外側の前記溝（１８）の幅は、少なくとも前記接触領域内のあらゆる傾斜より大きい傾斜によって増加される、
請求項３から請求項８の何れか１項に記載の油圧装置（１）。
【請求項１０】
それぞれのピン溝連結の前記ピン（１７）は、前記シャフト（３）に取り付けられ、前記溝（１８）は、前記胴板（１５）に配置される、
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の油圧装置（１）。
【請求項１１】
前記ピン（１７）は、円筒形であり、円形断面を有する、
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の油圧装置（１）。
【請求項１２】
支持体（２，２８）と、
前記支持体（２，２８）に取り付けられ、前記支持体（２，２８）に対して第１の回転軸（４，２９）の周りに回転可能である第１のシャフト（３，２６）であって、前記第１のシャフト（３，２６）が、中心点（ＣＰ）を含む一部球形部分（１６，３１）を有する第１のシャフト（３，２６）と、
一方において前記支持体（２，２８）に取り付けられ、他方において前記第１のシャフト（３，２６）の一部球形部分（１６，３１）に取り付けられた第２のシャフト（１５，２７）とを備え、
前記第２のシャフト（１５，２７）が、鋭角によって前記中心点（ＣＰ）において前記第１の回転軸（４，２９）と交差する第２の回転軸（１９，３０）の周りに前記支持体（２，２８）に対して回転可能であるように取り付けられ、
前記第２のシャフト（１５，２７）が、複数のピン溝連結によって前記第１のシャフト（３，２６）に回転方向に連結され、
各ピン溝連結が、前記一部球形部分（１６，３１）及び前記第２のシャフト（１５，２７）の一方に配置される溝（１８，３２）と、前記一部球形部分（１６，３１）及び前記第２のシャフト（１５，２７）の他方に配置されるピン（１７，３３）とを有し、
前記溝（１８，３２）が、前記第１及び第２の回転軸（４，１９，２９，３０）の一方と同一方向に延在する長手方向を有し、前記ピン（１７，３３）が、前記溝（１８、３２）によって受容され、
前記ピン溝連結が、複数の旋回軸（２４）の周りに前記第１及び第２のシャフト（３，１５，２６，２７）が互いに対して旋回する複数の旋回軸（２４）が、前記第１及び第２の回転軸（４，１９，２９，３０）の一方の周りに等角度距離に形成されるように配置され、
各旋回軸（２４）が、前記第１及び第２の回転軸（４，１９，２９，３０）の一方に直交して延在すると共に前記中心点（ＣＰ）を通過し、
前記溝（１８，３２）のそれぞれが、中点（ＭＰ）を有し、前記溝の幅が、前記溝（１８，３２）の長手方向に前記中点（ＭＰ）から反対方向に増加し、
前記ピン（１７，３３）は好ましくは、円筒形であり、円形断面を有する、
ピボット継手（２５）。
【請求項１３】
少なくとも前記中点（ＭＰ）において、対向する溝縁は、前記溝（１８，３２）の長手方向中心線に対して鏡映されると共に互いに対して角度が付けられ、好ましくは鋭角だけ角度が付けられ、好ましくは前記鋭角が可変である場合には所定の最大鋭角だけ角度が付けられる、
請求項１２に記載のピボット継手（２５）。
【請求項１４】
前記ピン（１７，３３）は、それぞれの溝（１８，３２）に前記中点（ＭＰ）において正確に適合する、
請求項１２又は請求項１３に記載のピボット継手（２５）。
【請求項１５】
前記ピン（１７，３３）と前記溝縁との間の反復接触領域の外側の前記溝（１８，３２）の幅は、少なくとも前記接触領域内のあらゆる傾斜より大きい傾斜によって増加される、
請求項１２から請求項１４の何れか１項に記載のピボット継手（２５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、前記ハウジングに対して第１の回転軸の周りに回転可能であるシャフトであって、前記シャフトが、前記第１の回転軸に対して横方向に（transversely）延在するフランジと、前記フランジから離間した中心点を含む一部球形部分とを備えたシャフトと、前記第１の回転軸と平行に延在する構成要素を有するそれぞれのピストン中心線を含む複数のピストンであって、ピストンが、前記第１の回転軸の周りに等角度距離に前記フランジに取り付けられるピストンと、複数の円筒形スリーブであって、各スリーブが、中心線を含むスリーブ開口を備えたスリーブ底部を有し、スリーブが、前記ピストンと協働して可変容量のそれぞれの圧縮室を形成する複数の円筒形スリーブと、前記シャフトの前記一部球形部分に取り付けられ、それぞれの中心線を含む胴板（barrel plate）ポートを有する胴板とを備え、前記胴板が、前記スリーブ底部を支持する第１の側と面板によって支持される反対の第２の側とを有し、前記面板が、前記ハウジングに取り付けられると共に前記スリーブが第２の回転軸の周りに回転可能であるように前記第１の軸に対して角度が付けられ、前記第２の回転軸が、前記シャフトが回転する間に前記圧縮室の容量が変化するような鋭角の傾斜角（acute swash angle）によって前記中心点において前記第１の回転軸と交差し、前記胴板が、溝が前記一部球形部分及び前記胴板の一方に配置されると共にピンが前記一部球形部分及び前記胴板の他方に配置されるピン溝連結（pin-groove coupling）によって前記シャフトに回転方向に連結され、前記溝が前記第１及び第２の回転軸の一方と同一方向に延在する長手方向を有すると共に前記ピンが前記溝によって受容され、それによって、前記第２の軸に直交して延在すると共に中心点を通過する前記胴板の旋回軸（pivot axis）を形成し、運転状態下において各圧縮室が、対応するスリーブ開口及び胴板ポートを介して前記面板のポートに交互に連通する油圧（hydraulic）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような油圧装置は、国際公開第２００６／０８３１６３号から知られている。既知の装置は、ドラムプレート（drum plate）が旋回（swivel）し得る一部球形部分を含むシャフトを有する。ドラムプレートは、シャフトのキーと前記一部球形部分において相互作用するキー溝を有する。その結果、ドラムプレートは、第２の回転軸の周りにシャフトと共に回転する。結果として生じるドラムプレートの旋回軸は、第２の回転軸の周りにシャフトと共に回転する。キーは、キー溝の長手方向に往復移動する。シャフトは、ピストンを介して第１の回転軸の周りの回転方向にスリーブを駆動する。キーとキー溝の連結のため、ドラムプレートの回転速度はシャフトが一定速度で回転するとき変化する、又はシャフトの回転速度はドラムプレートが一定速度で回転するとき変化する。その結果、スリーブとドラムプレートとの相対位置は、運転状態下において第２の回転軸の周りの回転方向に変化する。これはまた、それぞれのスリーブ開口の中心線と対応するそれぞれのドラムプレートポートの中心線との相対位置が変化し、ドラムプレート上の傾斜（tipping）トルクを引き起こすドラムプレートとスリーブとの間の圧力領域が変化することを引き起こす。
【０００３】
それは、ドラムプレートと面板との間の摩擦を増大させることを引き起こし、厳しい状態下において、これは、ドラムプレートと面板との間の摩耗を加速させることを引き起こしさえし得るので、傾斜トルクを最小限にすることが望まれる。さらに、傾斜トルクを最小限にすることは、油圧装置の最大許容速度を従来の油圧装置より高くできることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、傾斜トルクを最小限にする油圧装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明に係る装置を用いて達成され、前記装置は、前記第２の回転軸の周りに等角度距離に複数の旋回軸を形成する複数の前記ピン溝連結を有し、前記溝の幅は、前記ピンが運転状態下において前記第２の回転軸の周りの回転方向にそれぞれの対応する溝内部において移動することを可能にし、前記第２の回転軸の周りの回転方向に前記シャフトと前記胴板との相対位置が、運転状態下においてそれぞれの胴板ポートの各中心線が対応するスリーブ開口の中心線に対して前記第２の回転軸の周りの回転方向に前記スリーブ開口の中心線が存在する範囲内において変動するように構成される、ことを特徴とする。
【０００６】
旋回軸の数が増加すると、単一運動継手に近づき、胴板とスリーブとの互いに対する変動の振幅の減少を引き起こす。シャフトと胴板との相対位置も同様に適合されるので、本発明に係る油圧装置は、胴板の傾斜トルクを最小限にし、これにより、油圧装置の相対的に高い最大速度を可能にする。
【０００７】
前記のように旋回軸の数の増加とシャフト及び胴板の相対位置の適合との組合せは、以下に説明するように追加のピン溝連結を適用することによって単一ピン溝連結を含む既存の油圧装置の変更を考えるとき、明らかではない。
【０００８】
単一ピン溝連結の場合、ピンと溝縁とは、接触位置において互いに接触する。シャフトが一定速度で駆動されるとき、接触位置は、溝の長手方向及び横（lateral）方向並びに第２の回転軸の径方向に、一部球形部分の中心点の周りにシャフトに対して往復移動する。その結果、胴板位置は、第２の回転軸の周りの回転方向にシャフトに対して変動する一方、シャフトの一定の回転速度は、第２の回転軸の周りのスリーブの一定速度を引き起こす。これは、胴板ポートとスリーブ開口との相対回転位置を変化させることを引き起こす。この場合、単一ピン溝連結は、シャフトの全回転中に維持される単一接触位置を有する。
【０００９】
複数の旋回軸を形成する複数のピン溝連結の場合、それぞれのピン溝連結は、シャフトの全回転中に接触位置を交互に形成する。旋回軸は、第２の回転軸の周りに角距離に配置されるので、それぞれのピン溝連結のピンと溝との相対位置は異なる。ピン溝連結のそれぞれが全回転中に接触位置を維持した場合、前記のような第２の回転軸の周りの回転方向にシャフトに対する各接触位置の変動のために運動対立が存在する。本発明に係る装置では、溝の幅はピンが運転状態下において第２の回転軸の周りの回転方向にそれぞれの対応する溝内において移動することを可能にするので、運動対立は回避される。対応する溝内の各ピンの移動の自由のため、各溝は、協働するピンの直径より広くなければならない。
【００１０】
シャフトが一定速度で回転する間、ピン溝連結の１つにおいてシャフトに対する実際の接触位置の変動がまだ存在するが、ある角度の回転後に、異なる旋回軸に対応する次のピン溝連結は、新しい接触位置を形成する一方、前者のピン溝連結における接触は、失われる。連続的な接触位置の各接触期間内の変動がまだ存在するけれども、変動のそれぞれは、単一旋回軸の場合より第２の回転軸の周りの回転方向に振幅が小さくなる。換言すれば、旋回軸に対応する各ピン溝連結のピン及び溝の一方の位置は、シャフトに対して一定の振幅によって第２の回転軸の周りの回転方向に変動するが、変動する接触位置のそれぞれの振幅は小さくなる。同様に、第２の回転軸の周りにシャフトに対する胴板の変動の振幅は、それぞれのピンと協働する溝との相対運動の振幅より小さい。
【００１１】
交互の接触位置は、毎回ピン溝連結のピン及び溝の一方がシャフトに対して胴板を遅らせる傾向を有するときに次のピン溝連結がシャフトの駆動作用を引き継ぐので、単一旋回軸を含む装置に対して位相シフトを導入する。その結果、接触位置のそれぞれは、単一旋回軸の場合には変動の中心から離間した中心の周りに第２の回転軸の周りの回転方向にシャフトに対して変動する。
【００１２】
前記の位相シフトは、単一旋回軸を含む装置に対してオフセットを導入することによって本発明に係る装置において解決され、オフセットは、第２の回転軸の周りの回転方向に胴板とシャフトとの間に存在する。従って、第２の回転軸の周りの回転方向にシャフトと胴板との相対位置は、運転状態下において胴板ポートの中心線が、スリーブ開口の中心線が存在する範囲内において対応するスリーブ開口の中心線に対して第２の回転軸の周りの回転方向に変動するように構成される。
【００１３】
第２の回転軸の周りに１８０度の角距離において互いに対して配置される２つのピン溝連結のみを備えた装置は、２つのピン溝連結が単一ピン溝連結のみを含む装置と同様に単一旋回軸を形成するので、特許請求の範囲によってカバーされていないことに留意すべきである。
【００１４】
好ましい実施形態では、前記胴板ポートのそれぞれの中心線は、対応するスリーブ開口の中心線と実質的に一致する中心線の周りに変動する。それにより、これは、対称変動を付与し、傾斜トルクを最小限にする。
【００１５】
特定の実施形態では、前記溝のそれぞれは、平行な溝縁を有する。この場合、溝縁間の距離は、ピン及び溝が、前記のような運転状態下において互いに対して移動することを可能にするために、協働するピンの直径より広くなければならない。この実施形態は好ましくは、シャフトを反対方向に回転させることは前記のような位相シフトを導入するので、油圧装置が一回転方向に作動される用途に好適に使用される。
【００１６】
別の実施形態では、前記溝のそれぞれは、中点を有し、前記溝の幅は、前記溝の長手方向に前記中点から反対方向に増加する。この実施形態は、それぞれのピン溝連結のピンと協働する溝との間のそれぞれの接触位置が、それぞれの溝縁に沿った経路に従うことを可能にする機会を提供し、前記溝縁は、対応する接触期間中にピン及び溝の一方によって描かれる経路に実質的に同一である又は近い。これは、複数の旋回軸の場合に前記の位相シフトが補償されるように溝縁プロファイルを適合させる機会を提供する。さらに、この実施形態は、シャフトの反対の回転方向において同じ効果が達成されるように溝縁の鏡映（mirrored）されたプロファイルを形成する機会を提供し、それによって、回転方向を切り替えるときにあらゆる位相シフトを最小限にする。第２の回転軸の周りの回転方向にシャフトと胴板との相対位置は、ピンの１つが協働する溝の中点に配置されるときに各胴板ポートの中心線が対応するスリーブ開口の中心線と実質的に一致するように構成され得る。
【００１７】
少なくとも前記中点において、前記溝縁のそれぞれは、前記溝の長手方向中心線に対して前記傾斜角の半分だけ角度が付けられ得る。前記傾斜角は可変である場合、前記溝縁のそれぞれは、最大傾斜角の半分だけ角度が付けられ得る。この最大値を超えて傾斜角を増加させることは、前記のような運動対立を引き起こす。傾斜角を減少させることは、シャフトと胴板との間にわずかな位相シフトを導入する。
【００１８】
好ましくは、前記ピンは、前記シャフトの回転方向におけるあらゆる遊びを最小限にするように、それぞれの溝に中点において正確に適合する。これは、前記シャフトの回転方向を反転する際にあらゆる位相シフトを最小限にする。中点における前記溝の幅とそれぞれのピンの寸法とは、許容公差要求内において互いに一致させることができる。
【００１９】
各溝の溝縁は、中点から少なくともピン及び溝縁が運転状態下において緩み接触（loose contact）位置まで実質的に直線状であり得る。直線状の溝縁は、製造労力に関して有利である。
【００２０】
好ましい実施形態では、前記ピンと前記溝縁との間の反復接触領域の外側の前記溝の幅は、少なくとも前記接触領域内のあらゆる傾斜より大きい傾斜によって増加される。それにより、これは、溝縁と一時的に非接触であるピンが溝の拡幅部分に移動することを可能にする。これは、協働するピンが溝縁に一時的に接触する各溝の中央部分の幅が比較的狭くなり得ることを意味し、平行な溝縁の場合にも、シャフトが反対方向に回転される場合にあらゆる位相シフトを最小限にする。
【００２１】
特定の実施形態では、それぞれのピン溝連結の前記ピンは、前記シャフトに取り付けられ、前記溝は、前記胴板に配置される。前記ピンは、円筒形であり、円形断面を有し得る。
【００２２】
本発明はまた、支持体と、前記支持体に取り付けられ、前記支持体に対して第１の回転軸の周りに回転可能である第１のシャフトであって、前記第１のシャフトが、中心点を含む一部球形部分を有する第１のシャフトと、一方において前記支持体に取り付けられ、他方において前記第１のシャフトの一部球形部分に取り付けられた第２のシャフトとを備え、前記第２のシャフトが、鋭角（acute angle）によって前記中心点において前記第１の回転軸と交差する第２の回転軸の周りに前記支持体に対して回転可能であるように取り付けられ、前記第２のシャフトが、複数のピン溝連結によって前記第１のシャフトに回転方向に連結され、各ピン溝連結が、前記一部球形部分及び前記第２のシャフトの一方に配置される溝と、前記一部球形部分及び前記第２のシャフトの他方に配置されるピンとを有し、前記溝が、前記第１及び第２の回転軸の一方と同一方向に延在する長手方向を有し、前記ピンが、前記溝によって受容され、前記ピン溝連結が、複数の旋回軸の周りに前記第１及び第２のシャフトが互いに対して旋回する複数の旋回軸が、前記第１及び第２の回転軸の一方の周りに等角度距離に形成されるように配置され、各旋回軸が、前記第１及び第２の回転軸の一方に直交して延在すると共に前記中心点を通過し、前記溝のそれぞれが、中点を有し、前記溝の幅が、前記溝の長手方向に前記中点から反対方向に増加し、前記ピンは好ましくは、円筒形であり、円形断面を有する、ピボット継手に関する。
【００２３】
特定の実施形態では、少なくとも前記中点において、対向する溝縁は、前記溝の長手方向中心線に対して鏡映されると共に互いに対して角度が付けられ、好ましくは鋭角だけ角度が付けられ、好ましくは前記鋭角が可変である場合には所定の最大鋭角だけ角度が付けられる。この実施形態では、前記溝は、平面図に見られるような腰部がくびれた（waisted）形状を有し、最も狭い幅は、前記中点に配置される。前記溝の最も狭い幅から延在する対向する溝縁は、直線状であってもよい。
【００２４】
前記ピンは好ましくは、それぞれの溝に前記中点において正確に適合する。
【００２５】
前記ピンと前記溝縁との間の反復接触領域の外側の前記溝の幅は、少なくとも前記接触領域内のあらゆる傾斜より大きい傾斜によって増加され得る。反復接触領域の長さは、２×Ｒ×ｓｉｎ（π/ｋ）×ｓｉｎ（鋭角）によって規定することができ、ここで、ｋは、旋回軸の数に等しい。
【００２６】
以下、本発明を、一例として本発明の実施形態を示す非常に概略的な図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る油圧装置の実施形態の断面図である。
【図２】図１に示される実施形態の胴板の斜視図である。
【図３】図１のIII-III線に沿った断面図であり、ピストンを示すことなしに１つの協働する胴板ポートに配置される１つのスリーブのみを示している。
【図４】図１に示される実施形態のピン溝連結の拡大説明図である。
【図５】図４のピン溝連結のピンによって描かれる経路の拡大説明図である。
【図６】別の実施形態の図４と同様の図である。
【図７】更に別の実施形態の図４と同様の図である。
【図８】代替ピン溝連結のピンの斜視図である。
【図９】代替ピン溝連結のピンの斜視図である。
【図１０】本発明に係るピボット継手の実施形態の断面図である。
【図１１】図１０の実施形態の第２シャフトの一部の拡大断面図であり、１つの溝を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、ポンプ又は油圧モータなどの油圧装置１の内部部品を示し、前記内部部品は、既知の方法でハウジング２に取り付けられる。油圧装置１は、ハウジング２の両側に軸受によって支持されるシャフト３を備え、シャフト３は、第１の回転軸４の周りに回転可能である。ハウジング２は、一方側に既知の方法でシャフトシール５を有する開口を備え、その結果、歯付きシャフト端６を備えたシャフト３の端部は、ハウジング２から突出する。油圧装置１がポンプである場合、歯付きシャフト端６にモータが連結され得る。油圧装置１がモータである場合、歯付きシャフト端６に従動工具が連結され得る。
【００２９】
油圧装置１は、ハウジング２の内側に互いに間隔をあけて取り付けられる面板７を備える。図示されるような実施形態では、面板７は、ハウジング２に対する定位置を有する。シャフト３は、面板７の中央貫通孔を通じて延在する。
【００３０】
シャフト３は、第１の回転軸４に直交して延在するフランジ８を備える。複数のピストン９は、第１の回転軸４の周りに等角度距離にフランジ８の両側に固定され、この場合には、両側に１４個のピストン９が固定される。図１は、各ピストン９が、フランジ８に圧入されるピストンピン１０によってフランジ８に固定されることを示す。ピストン９は、第１の回転軸４に平行に延在する中心線を有する。面板７の平面は、互いに対して角度が付けられると共にフランジ８の平面に対して角度が付けられている。
【００３１】
ピストン９のそれぞれは、円筒形スリーブ１１と協働して可変容量の圧縮室１２を形成する。図１に示されるような油圧装置１は、２８個の圧縮室１２を有する。各円筒形スリーブ１１は、スリーブ開口１４を含むスリーブ底部１３を有する。各ピストン９は、球形ピストンヘッドによってスリーブ１１の内壁に直接シールされている。
【００３２】
前記スリーブ底部１３は、２つの胴板１５によって支持され、２つの胴板１５は、それぞれの一部球形部分１６においてシャフト３の周りに取り付けられている。球形部分１６は、フランジ８から離間して配置されるそれぞれの中心点ＣＰを有する。胴板１５は、ピン溝連結によってシャフト３に連結される。各連結は、シャフト３に固定されるピン１７と、ピン１７が受容される胴板１５の溝１８とを有する。各ピン１７は、円筒形であり、円形断面を有する。溝１８のそれぞれは、対応する面板７の平面に直交して延在する長手方向を有する。この実施形態では、溝１８のそれぞれは、平行な溝縁を有する。各ピン１７及び協働する溝１８は対応する球形部分１６と共に、ピボット継手（pivot joint）を形成する。ピン溝連結は、運転状態下においてシャフト２と共に胴板１５を回転させるように機能する。
【００３３】
胴板１５は、それぞれの傾斜角によって第１の回転軸４に対して角度が付けられたそれぞれの第２の回転軸１９の周りに回転する。第２の回転軸１９は、それぞれの中心点ＣＰにおいて第１の回転軸４と交差する。これは、円筒形スリーブ１１もそれぞれの第２の回転軸１９の周りに回転することを意味する。その結果、シャフト２を回転させると、圧縮室１２の容量が変化する。胴板１５の回転中に、各円筒形スリーブ１１は、協働するピストン９の周りに並進（translating）運動と旋回（swivelling）運動との複合運動を行う。従って、各ピストンヘッドの外側は、球形である。前記球形は、ピストン９と円筒形スリーブ１１との間に封止ラインを形成し、封止ラインは、協働する円筒形スリーブ１１の中心線に直交して延在する。ピストン９の周りに協働する円筒形スリーブ１１の相対運動を可能にするために、ピストン９は、円錐形であり、それぞれのピストンヘッドの外側の外径は、フランジ８に向かって減少する。
【００３４】
フランジ８から離れて向けられるそれぞれの胴板１５の側面は、面板７によって支持される。フランジ８に対する面板７の傾斜配向のため、胴板１５は、シャフト３と共に回転する間、一部球形部分１６の周りに旋回する。
【００３５】
胴板１５は、シャフト３の穴に取り付けられたスプリング２０によってそれぞれの面板７に対して押圧される。圧縮室１２は、それぞれのスリーブ底部１３のスリーブ開口１４を介して胴板１５の協働する胴板ポート２１と連通する。胴板ポート２１のそれぞれは、第２の回転軸１９と平行に延在すると共に胴板ポート２１の中心を通過する中心線２２を有し、前記中心は、第２の回転軸１９の周りの回転方向に存在する。スリーブ開口１４のそれぞれは、中心線２３を有する。位置調整された胴板１５とスリーブ１１との間の圧力領域をできるだけ保持するために、運転状態下において胴板ポート２１の中心線２２と対応するスリーブ開口１４の中心線２３とを互いにできるだけ近くに保持することが望ましい。
【００３６】
胴板ポート２１は、面板７の面板ポートを介してハウジング２内の高圧ポートと低圧ポートとに交互に連通する。
【００３７】
図２は、胴板１５を別個の部品として示し、図３は、１つのスリーブ１１が配置された胴板１５の一部を示す。図３は、３つのピン溝連結を示す。ピン１７は、第１の回転軸４の周りに等角度距離に配置され、溝１８は、第２の回転軸１９の周りに等角度距離に配置される。この構成は、第２の軸１９の周りに互いに等角度距離に配置されると共に中心点ＣＰにおいて互いに交差する３つの旋回軸２４を引き起こす。６つのピン溝連結によって３つの旋回軸２４を形成することも可能であり、各連結は、第２の回転軸１９の周りに１８０度の角距離に配置される鏡映された連結を有する。
【００３８】
図３は、胴板ポート２１とスリーブ開口１４の中心線２２，２３が一致する状態を示す。しかしながら、運転状態下では、胴板１５とシャフト３の回転速度は、シャフト３の各回転中に互いに対して変化する。変化の範囲は、選択された傾斜角に依存する。ピン１７は、第１の回転軸４の周りに回転し、溝１８は、第２の回転軸１９の周りに回転するので、それらは、シャフト３の各回転中に互いに対して相対運動を有する。シャフト３を一定速度で回転させるとき、各ピン１７は、対応する溝１８に対して３つの方向、すなわち溝１８の長手方向、深さ方向及び横方向に移動する一方、３つのピン１７のそれぞれは、各回転の一部の間、対応する溝１８の溝縁に接触する。このような接触期間中、胴板１５は、シャフト３が一定速度で回転するとき一定速度で回転しない。その結果、各胴板ポート２１と対応するスリーブ開口１４の中心線２２，２３は、第２の回転軸１９の周りの回転方向に互いに対して変動する。
【００３９】
本発明によれば、第２の回転軸１９の周りの回転方向におけるシャフト３と胴板１５との相対位置は、運転状態下において各胴板ポート２１の中心線２２が、対応するスリーブ開口１４の中心線２３が存在する範囲内において第２の回転軸１９の周りの回転方向に変動するように構成される。この状態を達成するために、溝の幅は、それぞれのピン１７が運転状態下において第２の回転軸１９の周りの回転方向に対応する溝１８内において移動可能であるようにしなければならない。
【００４０】
３つのピン１７と対応する溝１８との相対運動は、図４及び図５によって示される。図４は、互いに対して１２０度の角距離を有する３つのそれぞれの溝１８内にある３つのピン１７を示しているが、説明上の理由のため、図４では重ねられている。そのため、３つのピン１７は、単一の溝１８に配置されるように見えるが、単一のピン１７は、単一の溝１８によって受容されることに注意すべきである。各溝１８の幅は、垂直方向に示され、各溝１８の長手方向は、図４の水平方向に示される。レムニスケート（lemniscate）ラインは、シャフト３が一定速度で回転するとき、それぞれの溝１８内のピン１７のそれぞれの中心線によって描かれる経路を表す。図４は、それぞれの溝１８内のピン１７の実際の位置を示す。それぞれのピン１７は、各回転中、同一レムニスケート経路に従うが、相互の位相シフトにおいて従う。溝１８内のピンの横方向の相対運動のため、各溝１８の幅は、ピン１７の直径より大きくなければならない。
【００４１】
図４は、ピン１７の１つが、ピン１７を含むシャフト３が図４の矢印によって示される一方向に駆動されるとき、接触位置ＣＬにおいて溝縁に接触することを示す。シャフト３の回転中、接触位置ＣＬは、溝縁に沿って位置を変え、ある瞬間にピン１７と溝縁との間の接触が失われ、別の対応する溝１８内の別のピン１７が、接触を引き継いで対応する溝縁と接触する。１つのピン１７と対応する溝縁との間の接触期間中、接触位置ＣＬは、溝縁に沿って移動するだけでなく、ある角度によって第２の回転軸１９の周りにシャフト３に対して回転し、前記角度は、シャフト３が同一期間内に第１の回転軸４の周りに回転する角度に対して変化する。その結果、胴板ポート２１のそれぞれの中心線２２も、対応するスリーブ開口１４のそれぞれの中心線２３に対して変化する。その結果、スリーブ１１及び胴板ポート２１の圧力領域は、一時的に一直線にならず、バレルを傾斜させるトルク負荷を引き起こす。
【００４２】
前記変動は、図５を用いてさらに説明され、図５は、ピン１７の１つのレムニスケート経路を拡大して示す。レムニスケート経路は、第２の回転軸１９から径方向に延在すると共にシャフト３と同期して一定速度で回転軸１９の周りに回転する仮想径方向平面ＲＰに関して示される。レムニスケート経路は、図５に太線によって示される２つの部分を有し、ピン１７は、例えばシャフト３によって胴板１５を駆動させるとき、接触位置ＣＬにおいて溝縁に接触する。換言すれば、各ピン１７は、シャフト３の各回転中、２つの長手方向接触範囲ＬＣＲに沿って、本実施形態では第２の回転軸１９の周りに６０度の２つの期間に沿って溝縁に接触する。これらの太線の外側の期間では、ピン１７は、対応する溝１８の溝縁に接触しないが、他のピン１７の１つは、胴板１５を駆動するために対応する溝縁に接触する。その結果、ピン１７のそれぞれは、対応する仮想径方向平面ＲＰの周りに変動するが、接触位置ＣＬは、ピン１７が溝縁に接触する期間中、回転接触範囲ＲＣＲ内において変化する。図５は、回転接触範囲ＲＣＲ内において接触位置ＣＬの変動の振幅が、対応する仮想径方向平面ＲＰに対するピン１７の振幅より小さいことを示す。
【００４３】
回転接触範囲ＲＣＲ内において接触位置ＣＬの変動は、胴板ポート２１及びスリーブ開口１４のそれぞれの中心線２２，２３の相対位置の変動を引き起こす。複数の旋回軸２４のため、この変動の振幅は、単一旋回軸を有する従来技術の装置と比べると、比較的小さい。しかしながら、回転接触範囲ＲＣＲは、図５に示されるように、第２の仮想径方向平面ＲＰ´の周りに変動し、第２の仮想径方向平面ＲＰ´は、第２の回転軸１９から径方向に延在すると共にシャフト３に同期して一定速度で回転軸１９の周りに回転する。第２の仮想径方向平面ＲＰ´は、第２の回転軸１９の周りに仮想径方向平面ＲＰに対して角度位相シフトＰＳを有する。位相シフトＰＳを最小限にするために、第２の回転軸１９の周りの回転方向にシャフト３及び胴板１５の相対位置は、運転状態下において各胴板ポート２１の中心線２２が対応するスリーブ開口１４の中心線２３が存在する範囲内において対応するスリーブ開口１４の中心線に対して第２の回転軸１９の周りの回転方向に変動するように構成される。
【００４４】
位相シフトの補償は、油圧装置１が一方向に作動される場合にのみ機能する。前記装置が反対の回転方向に作動される場合、位相シフトは再導入される。そのため、好ましくは１つの回転方向にのみ使用される装置１に適用されるべきである。
【００４５】
さらに多い数の旋回軸は、より狭い回転接触範囲ＲＣＲを引き起こす。図６は、油圧装置１の別の実施形態の図４と同様の図を示し、第２の回転軸１９の周りに等角度距離に配置される７つのピン溝連結によって形成される７つの旋回軸を備えている。この場合、溝１８のそれぞれの溝縁も平行である。図６は、それぞれの溝１８内のピン１７のそれぞれの中心線とそれぞれの溝１８内のピン１７の実際の位置とによって描かれるレムニスケート経路を示す。溝１８内部におけるピン１７の相対運動のため、各溝１８の幅は、対応するピン１７の直径より大きくなければならない。しかしながら、図６に示されるように、長手方向接触範囲ＬＣＲはここでは、溝１８の長手方向における中央部分に配置される。理論的に、溝１８の長さは、長手方向接触範囲ＬＣＲと同一長さを有し得る。これは、長手方向接触範囲ＬＣＲの外側の溝１８の幅が、溝縁と一時的に非接触であるピン１７がそれぞれの溝１８の拡幅部分に移動することを可能にするために増加され得ることを意味する。換言すれば、図５に関して前記のようなあらゆる位相シフトを最小限にする中央部分の幅は、相対的に狭くなり得る。
【００４６】
あらゆる位相シフトを最小限にする代替的解決は、図７に示されるような実施形態によって付与される。図６に示されるような実施形態と同様に、それぞれのレムニスケート経路を描く７つのピン１７が存在するが、この場合、ピン１７と溝縁との間の接触領域にある対向する溝縁は、異なる形状を有する。溝１８のそれぞれは、中点ＭＰを有し、溝幅は、中点ＭＰから溝１８の長手方向に反対方向に徐々に増加する。中点ＭＰにおける溝幅は、ピン１７が対向する溝縁の間に正確に適合するようにされ得る。溝縁の形状は、ピン１７とそれらの溝縁との間の接触位置の経路に類似又は接近する。例えば、少なくとも溝１８のそれぞれの中点ＭＰにおいて、溝縁のそれぞれは、溝１８の長手方向中心線に対して、傾斜角の半分に等しい角度αだけ角度が付けられる。この場合、補償が必要ではないようにシャフト３を反対方向に回転させるときに位相シフトが存在しない。油圧装置１が可変傾斜角を有する場合、溝縁は、最大傾斜角の半分だけ角度が付けられるべきである。より低い傾斜角に向けると位相シフトを引き起こすが、この効果は、旋回軸２４の数を増加させると共に減少する。
【００４７】
ピン溝連結にある程度の可撓性を形成するために、ピン１７は可撓性を有していてもよく、例えば、図８に示されるような長手方向スロット又は図９に示されるようなコイル状の構成を備えたピンであってもよい。
【００４８】
前述したようなピン溝連結は、油圧装置に限定されるものではなく、回転速度変動及び位相シフトが望ましくない他の用途にも有用である。図１０は、本発明に係るピボット継手２５の実施形態を示す。ピボット継手２５は、第１のシャフト２６及び第２のシャフト２７を有する。両方のシャフト２６，２７は、軸受２８によって支持される。第１のシャフト２６は、軸受２８に対して第１の回転軸２９の周りに回転可能であり、第２のシャフト２７は、軸受２８に対して第２の回転軸３０の周りに回転可能である。第１の回転軸２９と第２の回転軸３０とは、中心点ＣＰにおいて鋭角によって互いに交差する。中心点ＣＰは、第１のシャフト２６の一部球形部分３１の中心である。第２のシャフト２７は、一部球形部分３１に取り付けられ、複数のピン溝連結によって第１のシャフト２６に回転方向に連結される。
【００４９】
図１０に示されるような実施形態では、各ピン溝連結は、第２のシャフト２７の内側部分に配置される溝３２と、一部球形部分３１に取り付けられるピン３３とを有する。ピン３３は、円筒形であり、円形断面を有する。溝３２は、第２の回転軸３０と同一方向に延在する長手方向を有する。ピン３３のそれぞれは、対応する溝３２によって受容される。各ピン溝連結は、旋回軸を形成し、第２シャフト２７が、回転軸２９,３０の周りにシャフト２６，２７の回転時に、第１の軸２６に対して旋回軸の周りに回転する。各旋回軸は、第２の回転軸３０に直交して延在すると共に中心点ＣＰを通過する。ピン溝連結は、複数の旋回軸が第２の回転軸３０の周りに等角度距離に形成されるように配置される。
【００５０】
図１１は、溝３２の１つをより詳細に示す。溝３２は中点ＭＰを有し、溝幅は中点から溝３２の長手方向に反対方向に増加することを見ることができる。中点ＭＰにおける溝３２の幅は、協働するピン３３が溝３２に正確に適合するようにされ得る。対向する溝縁は、第１及び第２の回転軸２９，３０の間の鋭角に依存する角度βだけ互いに対して角度が付けられる。好ましくは、角度βは、前記鋭角に等しい。前記鋭角が可変である場合、角度βは好ましくは、所定の最大鋭角である。ピボット継手２５の利点は、ピン溝連結が比較的簡単で低コストであるのに対し、溝縁の形状は運転状態下において第１及び第２のシャフト２６，２７の間の位相シフトを最小限にすることである。
【００５１】
本発明は、図面に示されて前述されるような実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその技術的に同等のものの範囲内において異なる方法に変更することができる。例えば、シャフトの一部球形部分の溝と胴板のピンとを提供することも考えることができる。さらに、本発明に係る油圧装置は、油圧変圧器であってもよい。
【図１】
2021500499.tif 000003
【図２】
2021500499.tif 000004
【図３】
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【図４】
2021500499.tif 000006
【図５】
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【図６】
2021500499.tif 000008
【図７】
2021500499.tif 000009
【図８】
2021500499.tif 000010
【図９】
2021500499.tif 000011
【図１０】
2021500499.tif 000012
【図１１】
2021500499.tif 000013
【国際調査報告】
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