(57)【要約】【課題】キャビテーションやカム跳びが起き難くて、最高回転速度を上げることのできるラジアルピストン機械を提供すること。【解決手段】各シリンダ１７に２個ずつ連通する同一径のシリンダポートＣ３，Ｃ４は、ピッチ角が４５°である。上記シリンダポートＣ３，Ｃ４は、高圧ポートＨ，Ｈおよび低圧ポートＬ，Ｌに同時に順次連通する。したがって、シリンダポートＣ３，Ｃ４の作動油の流速は、シリンダポートが１個だけの場合に比べて、半分になって、キャビテーションやカム跳びが起き難くなる。また、この油圧カムモータは、このようにキャビテーションやカム跳びが起き難いから、最高回転速度を高くすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に略波形のカム面（１２）を有するカムリング（１３）と、
放射状に配置した複数のシリンダ（１７）を有すると共に、上記各シリンダ（１７）に連通するシリンダポートを端面に有し、かつ、回転軸（１６）に連結されると共に、上記カムリング（１３）内に配置されたシリンダブロック（１５）と、
上記カムリング（１３）のカム面（１２）を転動するローラ（２６）を保持すると共に、上記複数のシリンダ（１７）に出没自在に嵌合する複数のピストン（Ｐ）と、
上記シリンダポートが連通する高圧ポート（Ｈ）と低圧ポート（Ｌ）を同一ピッチ円上に交互に有するバルブ部材（２１）と
を備えたラジアルピストン機械において、
上記各シリンダ（１７）に連通するシリンダポート（Ｃ１，Ｃ２；Ｃ３，Ｃ４）は２個有り、この２個のシリンダポート（Ｃ１，Ｃ２；Ｃ３，Ｃ４）は、同時に、上記２個の高圧ポート（Ｈ，Ｈ）、または、上記２個の低圧ポート（Ｌ，Ｌ）に連通することを特徴とするラジアルピストン機械。
【請求項２】
請求項１に記載のラジアルピストン機械において、
上記各シリンダ（１７）に連通する２個のシリンダポート（Ｃ１，Ｃ２）のうちの１つのシリンダポート（Ｃ１）は、上記回転軸（１６）の軸方向から見て、上記各シリンダ（１７）の中心線と重なる位置にあり、もう１つのシリンダポート（Ｃ２）は上記各シリンダ（１７）の中心線から偏倚していることを特徴とするラジアルピストン機械。
【請求項３】
請求項１に記載のラジアルピストン機械において、
上記各シリンダ（１７）に連通する２個のシリンダポート（Ｃ３，Ｃ４）は、上記回転軸（１６）の軸方向から見て、上記各シリンダ（１７）の中心線から両側に同じだけ偏倚していることを特徴とするラジアルピストン機械。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載のラジアルピストン機械において、
上記カムリングのカム面のカム山の数をｎ（ｎは２以上の自然数）として、上記バルブ部材の高圧ポートおよび低圧ポートのピッチ角は、３６０°／（２ｎ）であり、上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートのピッチ角は、３６０°／ｎであることを特徴とするラジアルピストン機械。
【請求項５】
請求項１，２または３に記載のラジアルピストン機械において、
上記カムリング（１３）のカム面（１２）のカム山（２２）の数は８個であり、上記ピストン（Ｐ）の数は６個であり、上記バルブ部材（２１）の高圧ポート（Ｈ）および低圧ポート（Ｌ）のピッチ角は、２２．５°であり、上記各シリンダ（１７）に連通する２個のシリンダポート（Ｃ１，Ｃ２；Ｃ３，Ｃ４）のピッチ角は、４５°であることを特徴とするラジアルピストン機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラジアルピストンモータやラジアルピストンポンプ等のラジアルピストン機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジアルピストンモータとしては、特開２００４−１９０５１９号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。このラジアルピストンモータは、ハウジングに、内周に略波形のカム面を有するカムリングを固定し、このカムリング内に、出力軸に連結したシリンダブロックを配置している。このシリンダブロックは、複数のシリンダを放射状に有すると共に、上記各シリンダに連通する１個のシリンダポートを端面に有する。上記複数のシリンダには、上記カムリングのカム面を転動するローラを保持する複数のピストンを出没自在に嵌合している。そして、上記シリンダブロックの端面のシリンダポートに、ディストリビュータの高圧ポートおよび低圧ポートが連通することによって、複数のピストンが出没し、ローラがカム面に沿って転動して、出力軸から回転駆動力を得るようにしている。
【０００３】
ところで、上記従来のラジアルピストンモータでは、シリンダブロックの端面に、各シリンダ毎に、１個ずつのシリンダポートを、出力軸の軸方向から見て、そのシリンダの中心線と重なる位置に設けている。このシリンダポートの大きさは、ディストリビュータの高圧ポートおよび低圧ポートの径と、そのピッチ円により決まる。すなわち、今、図４に示すように、８カム６ピストンとすると、ディストリビュータ９１の高圧ポートＨおよび低圧ポートＬは、カムリング９２のカム山９３，９３，…，９３の位置に合わせて、交互に隣り合っている。そして、図示しないシリンダブロックを矢印Ｒ方向に回転すると、シリンダブロックの端面に設けられた図示しないシリンダポートは、高圧ポートＨおよび低圧ポートＬに順次交互に連通する。このシリンダポートの可能な最大直径は、ディストリビュータ９１の高圧ポートＨおよび低圧ポートＬに同時に連通しない寸法である。このように、シリンダポートの寸法を大きくするには、制限がある。
【０００４】
一方、上記ラジアルピストンモータにおいて、作動油の通過流速は、シリンダブロックの端面のシリンダポートの箇所で最大となる。
【０００５】
そのため、従来のラジアルピストンモータでは、その回転数が上がると、シリンダポートの箇所での作動油の流速が過大になって、キャビテーションやカム跳びが起きると言う問題がある。また、キャビテーションやカム跳びを防止するために、ラジアルピストンモータの最高回転速度を高くできないという問題があった。
【０００６】
なお、カム跳びとは、小さなシリンダポートに起因して、シリンダに対する作動油の供給速度が遅いため、ピストンの突出速度が遅くなって、ローラがカム面に沿って転動しなくなる現象である。
【特許文献１】特開２００４−１９０５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、キャビテーションやカム跳びが起き難くて、最高回転速度を上げることのできるラジアルピストン機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のラジアルピストン機械は、
内周に略波形のカム面を有するカムリングと、
放射状に配置した複数のシリンダを有すると共に、上記各シリンダに連通するシリンダポートを端面に有し、かつ、回転軸に連結されると共に、上記カムリング内に配置されたシリンダブロックと、
上記カムリングのカム面を転動するローラを保持すると共に、上記複数のシリンダに出没自在に嵌合する複数のピストンと、
上記シリンダポートが連通する高圧ポートと低圧ポートを同一ピッチ円上に交互に有するバルブ部材と
を備えたラジアルピストン機械において、
上記各シリンダに連通するシリンダポートは２個有り、この２個のシリンダポートは、同時に、上記２個の高圧ポート、または、上記２個の低圧ポートに連通することを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記各シリンダに連通するシリンダポートは２個有り、この２個のシリンダポートは、同時に、上記２個の高圧ポート、または、上記２個の低圧ポートに連通する。したがって、上記２個のシリンダポートの流速は、シリンダポートが１個だけの場合に比べて、半分になって、キャビテーションやカム跳びが起き難くなり、また、最高回転速度を高くすることができる。
【００１０】
また、１実施形態では、
上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートのうちの１つのシリンダポートは、上記回転軸の軸方向から見て、上記各シリンダの中心線と重なる位置にあり、もう１つのシリンダポートは上記各シリンダの中心線から偏倚している。
【００１１】
上記実施形態によれば、上記回転軸の軸方向から見て、各シリンダの中心線と重なる位置にあるシリンダポートは、従来のシリンダポートと同じであるから、従来のシリンダブロックに上記偏倚したシリンダポートを追加工して、この実施形態を製作することができる。
【００１２】
また、１実施形態では、
上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートは、上記回転軸の軸方向から見て、上記各シリンダの中心線から両側に同じだけ偏倚している。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートは、上記回転軸の軸方向から見て、上記各シリンダの中心線から両側に同じだけ偏倚しているから、上記各シリンダと、上記２個のシリンダポートを夫々接続する通路を上記回転軸の軸方向から見て屈曲しない略直線状とすることができて、その通路の加工が容易になる。
【００１４】
１実施形態では、
上記カムリングのカム面のカム山の数をｎ（ｎは２以上の自然数）として、上記バルブ部材の高圧ポートおよび低圧ポートのピッチ角は、３６０°／（２ｎ）であり、上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートのピッチ角は、３６０°／ｎである。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記カムリングのカム面のカム山の数をｎ（ｎは２以上の自然数）として、上記バルブ部材の高圧ポートおよび低圧ポートのピッチ角は、３６０°／（２ｎ）であるのに対して、上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートのピッチ角は、３６０°／ｎであるから、上記２個のシリンダポートは、同時に、２個の高圧ポート、または、２個の低圧ポートに連通することができる。
【００１６】
また、１実施形態では、
上記カムリングのカム面のカム山の数は８個であり、上記ピストンの数は６個であり、上記バルブ部材の高圧ポートおよび低圧ポートのピッチ角は、２２．５°であり、上記各シリンダに連通する２個のシリンダポートのピッチ角は、４５°である。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記２個のシリンダポートは、同時に、２個の高圧ポート、または、２個の低圧ポートに連通することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、キャビテーションやカム跳びが起き難くて、最高回転速度を上げることのできるラジアルピストン機械を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示すように、ラジアルピストン機械の一例としての第１実施形態の油圧ラジアルピストンモータ、つまり、油圧カムモータは、ハウジング１１に、内周に略波形のカム面１２を有するカムリング１３を固定している。このカムリング１３内に、シリンダブロック１５を配置し、このシリンダブロック１５に回転軸の一例としての出力軸１６をスプライン結合により連結している。上記出力軸１６は、円錐コロ軸受３１，３２で回転自在に支持している。
【００２１】
上記カムリング１３のカム面１２は、図２に一部のみを示すように、８個のカム山２２を周方向に等間隔（等ピッチ角）に有する。
【００２２】
一方、図１に示すように、上記シリンダブロック１５の端面が摺接するバルブ部材の一例としてのディストリビュータ２１をハウジング１１に固定している。このディストリビュータ２１には、図１および２に示すように、８個の高圧ポートＨと、８個の低圧ポートＬとを同一ピッチ円上に交互に等間隔に開口するように設けている。すなわち、上記高圧ポートＨと低圧ポートＬは、カム山２２の両側に対応し、かつ、高圧ポートＨと低圧ポートＬとは２２．５°の等ピッチ角で配列している。また、上記高圧ポートＨ，Ｈ，Ｈ，Ｈ，…，Ｈの間のピッチ角は、４５°であり、上記低圧ポートＬ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，…，Ｌの間のピッチ角は、４５°である。
【００２３】
一方、上記シリンダブロック１５には、図２に示すように、６個の同一径のシリンダ１７を放射状に、かつ、周方向に等間隔に形成している。詳しくは、上記６個のシリンダ１７，１７，…，１７は、６０°のピッチ角で配置している。上記シリンダブロック１５の端面には、６個のシリンダ１７，１７，…，１７の各々に２個ずつのシリンダポートＣ１，Ｃ２が連通する計１２個のシリンダポートＣ１，Ｃ２，Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ２を開口している。上記シリンダポートＣ１，Ｃ２，Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ１，Ｃ２は、同一ピッチ円上に位置し、かつ、同一径で、上記高圧ポートＨと低圧ポートＬに交互に連通する。上記各シリンダポートＣ１は、出力軸１６（図１および２参照）の軸方向から見て、各シリンダ１７の中心線と重なる位置にあり、各シリンダポートＣ２は、上記各シリンダポートＣ１から時計回り側に４５°のピッチ角を有する。上記シリンダブロック１５は、矢印Ｒで示すように、反時計回りに回転する。
【００２４】
もし仮に、従来のように、上記シリンダポートＣ２が存在しないならば、図２から分かるように、シリンダポートＣ１に連通する高圧ポートＨから時計回り方向に４５°のピッチ角にある高圧ポートＨはシリンダブロック１５の端面で閉鎖されることになり、また、シリンダポートＣ１に連通する低圧ポートＬから時計回り方向に４５°のピッチ角にある低圧ポートＬはシリンダブロック１５の端面で閉鎖されることになる。
【００２５】
しかし、この実施形態では、シリンダポートＣ２を設けることによって、このシリンダポートＣ２が、シリンダポートＣ１に連通する高圧ポートＨまたは低圧ポートＬから時計回り方向に４５°のピッチ角にあって従来シリンダブロック１５の端面で閉鎖されていた高圧ポートＨまたは低圧ポートＬに連通して、これらの閉鎖されていた高圧ポートＨおよび低圧ポートＬを有効に利用できるのである。
【００２６】
上記シリンダポートＣ１は、出力軸１６（図１および２参照）の軸方向から見て、各シリンダ１７の中心線と重なる通路３１によって、シリンダ１７に連通している。また、上記シリンダポートＣ２は、出力軸１６の軸方向から見て、屈曲した通路３２によって、シリンダ１７に連通している。
【００２７】
なお、図２において、図面を簡明化するため、シリンダポートＣ２は、１個のみ詳細に示し、他は、黒丸で簡略化して示している。
【００２８】
上記６個のシリンダ１７には、夫々、ピストンＰを夫々出没自在に嵌合し、このピストンＰに、カムリング１３の８個のカム山２２を有するカム面１２を転動するローラ２６を保持させている。こうして、８カム６ピストンの油圧カムモータを構成している。
【００２９】
上記構成の油圧カムモータにおいて、高圧ポートＨ，ＨにシリンダポートＣ１，Ｃ２が連通しているシリンダ１７には高圧の作動油が供給されてピストンＰが突出する一方、低圧ポートＬ，ＬにシリンダポートＣ１，Ｃ２が連通しているシリンダ１７からは作動油が排出されてピストンＰが没入して、ローラ２６がカム面１２に沿って転動して、出力軸１６から回転駆動力が得られる。
【００３０】
このとき、上記各シリンダ１７に連通する２個の同一面積のシリンダポートＣ１，Ｃ２、詳しくは、出力軸１６の軸方向から見て上記各シリンダ１７の中心線と重なる位置にあるシリンダポートＣ１と、出力軸１６の軸方向から見て各シリンダ１７の中心線からシリンダブロック１５の反回転方向（すなわち、時計回り方向）に４５°ピッチ角だけ偏倚しているシリンダポートＣ２とが、２個の高圧ポートＨ，Ｈ、または、２個の低圧ポートＬ，Ｌに同時に順次連通する。
【００３１】
したがって、上記２個の同一径のシリンダポートＣ１，Ｃ２の作動油の流速は、シリンダポートが１個だけの場合に比べて、半分になって、キャビテーションやカム跳びが起き難くなる。また、この油圧カムモータは、このようにキャビテーションやカム跳びが起き難いから、最高回転速度を高くすることができる。
【００３２】
上記実施形態では、出力軸１６の軸方向から見て上記各シリンダ１７の中心線と重なる位置にあるシリンダポートＣ１は、従来のシリンダポートと同じであるから、従来のシリンダブロックに、このシリンダポートＣ１に対してシリンダブロック１５の反回転方向に４５°ピッチ角だけ偏倚しているシリンダポートＣ２を追加工して、この実施形態を製作することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図３は、この第２実施形態のラジアルピストン機械の一例としての油圧カムモータの要部の側面図である。図３において、図１および２の構成部と同一構成部は、同一参照番号を付して詳しい説明は省略する。
【００３４】
この油圧カムモータは、８カム６ピストン形式のものである。
【００３５】
図３において、ディストリビュータ２１自体は、図２のディストリビュータ２１と同じ構成であるが、このディストリビュータ２１は、カムリング１３の位置を図２の状態から変えずに、図２のディストリビュータ２１を図２の状態から反時計回りに２２．５°回転した状態で固定している。すなわち、ディストリビュータ２１の低圧ポートＬおよび高圧ポートＨは、同一ピッチ円上に、２２．５°の等ピッチ角で交互に配置し、カムリング１３のカム山２２に関して、シリンダブロック１５の矢印Ｒで示す回転方向前方側に低圧ポートＬが位置し、シリンダブロック１５の回転方向後方側に高圧ポートＨが位置している。
【００３６】
一方、シリンダブロック１５の端面には、各シリンダ１７に２個ずつ連通する同一径のシリンダポートＣ３，Ｃ４；Ｃ３，Ｃ４；…；Ｃ３，Ｃ４を開口している。上記各シリンダ１７に連通する２個のシリンダポートＣ３，Ｃ４は、出力軸１６（図１を援用する。）の軸方向から見て、上記各シリンダ１７の中心線から両側に同じ２２．５°のピッチ角だけ偏倚している。したがって、シリンダポートＣ３とシリンダポートＣ４との間のピッチ角は４５°になっている。上記シリンダポートＣ３，Ｃ４；Ｃ３，Ｃ４；…；Ｃ３，Ｃ４は、高圧ポートＨ，Ｈおよび低圧ポートＬ，Ｌに同時に順次連通するようになっている。
【００３７】
上記シリンダポートＣ３は、出力軸１６の軸方向から見て、直線状の通路４３によりシリンダ１７に接続し、また、上記シリンダポートＣ４は、出力軸１６の軸方向から見て、直線状の通路４４により上記シリンダ１７に接続している。
【００３８】
上記構成の油圧カムモータにおいて、高圧ポートＨ，ＨにシリンダポートＣ３，Ｃ４が連通しているシリンダ１７には高圧の作動油が供給されてピストンＰが突出する一方、低圧ポートＬ，ＬにシリンダポートＣ３，Ｃ４が連通しているシリンダ１７からは作動油が排出されてピストンＰが没入して、ローラ２６がカム面１２に沿って転動して、出力軸１６から回転駆動力が得られる。
【００３９】
このとき、上記各シリンダ１７に連通する２個の同一面積のシリンダポートＣ３，Ｃ４は、２個の高圧ポートＨ，Ｈ、または、２個の低圧ポートＬ，Ｌに同時に順次連通する。
【００４０】
したがって、上記２個の同一径のシリンダポートＣ３，Ｃ４の作動油の流速は、シリンダポートが１個だけの場合に比べて、半分になって、キャビテーションやカム跳びが起き難くなる。また、この油圧カムモータは、このようにキャビテーションやカム跳びが起き難いから、最高回転速度を高くすることができる。
【００４１】
上記実施形態では、各シリンダ１７に連通する２個のシリンダポートＣ３，Ｃ４は、各シリンダ１７の中心線から両側に同じ２２．５°のピッチ角だけ偏倚しているから、上記各シリンダ１７と２個のシリンダポートＣ３，Ｃ４を夫々接続する通路４３，４４を、出力軸１６の軸方向から見て屈曲しない略直線状とすることができて、その通路４３，４４の加工が容易になる。
【００４２】
上記実施形態では、２個のシリンダポートＣ３，Ｃ４は、出力軸１６の軸方向から見て、上記各シリンダ１７の中心線から両側に同じ２２．５°のピッチ角だけ偏倚していたが、両側に偏倚するピッチ角は異なっていてもよい。要は、各シリンダに連通する２個のシリンダポートが同時に２個の高圧ポートまたは２個の低圧ポートに連通するようにすればよい。
【００４３】
また、上記実施形態は、８カム６ピストンの油圧カムモータであるが、例えば、６カム５ピストン、８カム５ピストン等、カム山の数＞ピストン数であれば、カム山の数、ピストンの数はこれに限らず、種々な適切な数にできるのは勿論である。
【００４４】
例えば、図示しないが、カムリングのカム面の等間隔のカム山の数をｎ（ｎは２以上の自然数）として、バルブ部材としてのディストリビュータに交互に等ピッチに設ける高圧ポートおよび低圧ポートのピッチ角を、３６０°／（２ｎ）として、各シリンダに連通する２個のシリンダポートのピッチ角を、３６０°／ｎとすると、上記２個のシリンダポートは、同時に、２個の高圧ポート、または、２個の低圧ポートに連通することができる。
【００４５】
したがって、上記２個のシリンダポートの作動油の流速は、低くなって、キャビテーションやカム跳びを防止でき、また、油圧カムモータの最高回転速度を高くすることができる。
【００４６】
また、上述の実施形態は、ラジアルピストン機械の一例としての油圧ラジアルピストンモータ（油圧カムモータ）であるが、この発明は、ラジアルピストン機械として、例えば、油圧ラジアルピストンポンプにも適用できるのは、勿論である。上記油圧ラジアルピストンポンプの場合は、図１の回転軸の一例としての出力軸１６を、入力軸として使用して、油圧モータ時とは逆方向に回転駆動すると、ディストリビュータ２１の高圧側のバルブポートＨから作動油が吐出される。油圧ラジアルピストンモータを、油圧ラジアルピストンポンプとして使用できることは、当業者にとって周知のことなので、説明は、省略する。
【００４７】
上述の実施形態は、油圧ラジアルピストンモータまたは油圧ラジアルピストンポンプであるが、水圧等の液圧ラジアルピストンモータ、液圧ラジアルピストンポンプにも、この発明を適用できるのは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の第１実施形態の油圧ラジアルピストンモータの断面図である。
【図２】上記第１実施形態の油圧ラジアルピストンモータの要部の側面図である。
【図３】この発明の第２実施形態の油圧ラジアルピストンモータの要部の側面図である。
【図４】従来のディストリビュータの高圧ポートおよび低圧ポートの配置を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１  ハウジング
１２  カム面
１３  カムリング
１５  シリンダブロック
１６  出力軸
１７  シリンダ
２６  ローラ
２２  カム山
３１，３２  円錐コロ軸受
Ｐ  ピストン
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  シリンダポート
Ｈ  高圧ポート
Ｌ  低圧ポート
【図１】
2008223571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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