(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（５０）と、駆動軸線（１２）の回りで回転できるようにケーシング（５０）内に取り付けられた駆動軸（３）と、該駆動軸（３）に対して回転できないように連結されかつ軸線方向可動ピストン（６）を収容するシリンダ（５）が形成されているシリンダバレル（２）と、シリンダ（５）を高圧ラインおよび低圧ラインに周期的に連結するための制御ポート（２４、２５）を備えた制御板（２６）と、該制御板（２６）に対してシリンダバレル（２）を押し付ける予負荷を加える接触圧力装置とを有するアキシャルピストン機械（１）であって、
前記接触圧力装置が、シリンダバレル（２）の速度（ｎ）が増大するにつれて増大する遠心力（ＦF）を受ける少なくとも１つの遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）を備えるとともに、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に作用する遠心力（ＦF）を、制御板（２６）とシリンダバレル（２）との間に作用する接触力であって、制御板（２６）の方向を向きかつ駆動軸の軸線（１２）に対して軸線方向の分力（ＦA）をもつ接触圧力に変換するための少なくとも１つの力方向変換装置（３６〜３９、４０ａ〜４１ｆ、４１ａ〜４１ｆ）を備えたアキシャルピストン機械において、
前記力方向変換装置（３６〜３９）がシリンダバレル（２）と駆動軸（３）との間のキャビティ（３１）内に配置されていることを特徴とするアキシャルピストン機械。
【請求項２】
各力方向変換装置（３６〜３９）が駆動軸（３）およびシリンダバレル（２）により支持されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項３】
ケーシング（５０）と、駆動軸線（１２）の回りで回転できるようにケーシング（５０）内に取り付けられた駆動軸（３）と、該駆動軸（３）に対して回転できないように連結されかつ軸線方向可動ピストン（６）を収容するシリンダ（５）が形成されているシリンダバレル（２）と、シリンダ（５）を高圧ラインおよび低圧ラインに周期的に連結するための制御ポート（２４、２５）を備えた制御板（２６）と、該制御板（２６）に対してシリンダバレル（２）を押し付ける予負荷を加える接触圧力装置とを有するアキシャルピストン機械（１）であって、
前記接触圧力装置が、シリンダバレル（２）の速度（ｎ）が増大するにつれて増大する遠心力（ＦF）を受ける少なくとも１つの遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）を備えるとともに、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に作用する遠心力（ＦF）を、シリンダバレル（２）と制御板（２６）との間に作用する接触力であって、制御板（２６）の方向を向きかつ駆動軸の軸線（１２）に対して軸線方向の分力（ＦA）をもつ接触圧力に変換するための少なくとも１つの力方向変換装置（３６〜３９、４０ａ〜４０ｆ、４１ａ〜４１ｆ）を備えたアキシャルピストン機械において、
前記力方向変換装置（３７、３８、５１、５２）が、ケーシング（５０）およびシリンダバレル（２）により支持されていることを特徴とするアキシャルピストン機械。
【請求項４】
各力方向変換装置（３７〜３９）は、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）または遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に連結されたコーキング要素（６０ａ〜６０ｆ）に設けられた少なくとも１つの傾斜面（３８、３９）を有し、該傾斜面（３８、３９）への垂線は、駆動軸線（１２）に対して所定傾斜角（α）だけ傾斜していることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項５】
各力方向変換装置（３７〜３９）は、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）またはコーキング要素（６０ａ〜６０ｆ）に機能的に連結された相手方部品（３２、３３）に設けられた少なくとも１つの傾斜面（３６、３７）を有し、該傾斜面（３６、３７）への垂線は、駆動軸線（１２）に対して所定角度（α）だけ傾斜していることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれ１項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項６】
前記傾斜面への垂線が駆動軸線（１２）となす傾斜角（α）は５〜２５°、好ましくは１５°であることを特徴とする請求の範囲第４項または第５項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項７】
各コーキング要素（６０ａ〜６０ｆ）は、シリンダバレル（２）と駆動軸（３）との間のキャビティ（３１）内に配置されかつ半径方向連結要素（６２ａ〜６２ｆ）を介して少なくとも１つの遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に連結されていることを特徴とする請求の範囲第４項〜第６項のいずれか１項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項８】
前記相手方部品（３２、３３）は、駆動軸（３）により支持された第１支持リング（３２）と、シリンダバレル（２）により支持された第２支持リング（３３）とにより形成されることを特徴とする請求項第５項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項９】
前記支持リング（３２、３３）のうちの少なくとも１つの支持リング（３２）には、ばね要素（３５）により、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）またはコーキング要素（６０ａ〜６０ｆ）に対して押し付けられる予負荷が加えられることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）は、シリンダバレル（２）の一方の側で、遠心力本体のマウント（４０ａ〜４０ｆ）に取り付けられ、遠心力本体（３０Ａａ〜３０ｆ）の突出部（４１ａ〜４１ｆ）は、接触圧力の軸線方向分力（ＦA）が、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に作用する遠心力（ＦF）により揺動するときに力方向変換装置として機能する遠心力本体のマウント（４０ａ〜４０ｆ）に加えられるように駆動軸（３）の肩部（４２）に作用することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）は、駆動軸（３）の一方の側で、遠心力本体のマウントに取り付けられ、遠心力本体の突出部は、接触圧力の軸線方向分力（ＦA）が、遠心力本体（３０ａ〜３０ｆ）に作用する遠心力（ＦF）により揺動するときにシリンダバレル（２）の力方向変換装置として機能するシリンダバレル（２）の肩部に加えられるように該肩部に作用することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１２】
前記ピストン（６）は摺動シュー（９）を介して斜板（１０）に支持されており、
摺動シュー（９）を斜板（１１）に当接した状態に維持するための押え装置（１６、１９）が設けられ、接触圧力の軸線方向分力（ＦA）が更に押え装置（１６、１９）に作用することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか１項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１３】
前記押え装置（１６、１９）は引戻し板（１６）を有し、該引戻し板は、摺動シュー（９）と、斜板のあらゆる駆動位置において引戻し板（１６）に当接する引戻しボール（１９）とに当接しており、
接触圧力の軸線方向分力（ＦA）は、力方向変換装置（３６〜３９、４０ａ〜４０ｆ、４１ａ〜４１ｆ）と引戻しボール（１９）との間に配置された連結部材（７０）を介して押え装置（１６、１９）に作用することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１４】
前記各連結部材は、１つの支持リング（３２）と引戻しボール（１９）との間で駆動軸線（１２）と近軸に配置された少なくとも１つの連結ピン（７０）からなることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載のアキシャルピストン機械。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求の範囲第１項の前提部に記載のアキシャルピストン機械に関する。
請求の範囲第１項の前提部に記載のアキシャルピストン機械は、例えばドイツ国特許公開第195 22 168（A1）号から知られている。これに開示されたアキシャルピストン機械は、駆動軸線の回りで回転できるようにケーシング内に取り付けられた駆動軸と、該駆動軸に対して回転できないように連結されかつ軸線方向可動ピストンを収容するシリンダが形成されたシリンダバレルと、シリンダを高圧ラインおよび低圧ラインに周期的に連結する制御ポートを備えた制御板とを有している。このアキシャルピストン機械には更に、シリンダバレルを制御板に押し付け、従って制御板に対する予負荷をシリンダバレルに加える接触圧力装置が設けられている。静止制御板に対する回転シリンダバレルのこの予負荷は、シリンダバレルと制御板との間の確実なシールを保証し、かつ高速時での制御板からのシリンダバレルのあらゆる浮上を制止する上で必要である。特別な必要条件は、高速時にシリンダバレルが中心から外れる可能性を排除することである。
上記ドイツ国特許公開第195 22 168（A1）号から知られている接触圧力装置は、本質的に、駆動軸とシリンダバレルとの間のキャビティ内に配置され、かつ一端が駆動軸に他端がシリンダバレルに支持された接触圧力ばねを有している。これにより、シリンダバレルは、駆動軸が取り付けられかつ制御ポートが設けられている連結ブロックに対して予負荷される。しかしながら、接触圧力ばねは、速度とは無関係に、一定の接触圧力をシリンダバレルに加える。これは、必要とされる接触圧力が、ピストンにより加えられかつシリンダバレルの作動速度の２乗に比例して増大する慣性力により予め定められる限り問題である。従って、接触圧力ばねにより加えられる接触圧力は、最大シリンダバレル速度および該速度に従って計算されるその大きさに対して定められなくてはならない。しかしながら、これは、必然的に、低速度でも同じ態様で作動する接触圧力ばねにより加えられる接触圧力を発生させる。これは、機械的摩擦損失と、シリンダバレルおよび制御板からなる摺動相手の大きな摩損とを発生させる。最大作動速度の増大には、接触圧力ばねにより加えられるばね予負荷を増大させる必要があるが、これは或る限度内でのみ可能である。
このため、欧州特許第0 162 238（B1）号は、シリンダバレルの周囲上に油圧補助シリンダ（該シリンダの作動空間は主シリンダのシリンダボアに連結されている）を分配することを提案する。作動圧力に、従って、速度に基づいて定められるシリンダバレルの接触圧力は、補助シリンダにより達成される。しかしながら、この解決法は、付加油圧シリンダを形成するのに比較的大きな出費を要し、製造コストが比較的高くなってしまうという欠点を有する。また、アキシャルピストン機械に要求される構造スペースも増大する。
前掲のドイツ国特許公開第195 22 168（A1）号の他の提案は、速度とともに付加接触圧力が増大するようにするため、ケーシングのオーバーフロー空間とオーバーフローオイル・ドレンラインとの間に絞り形連結部を設けることである。この結果、アキシャルピストン機械のオーバーフローオイル空間内に生じる背圧により小さい軸線方向の付加分力が生じ、該付加分力により、シリンダバレルが連結ブロックの方向に押される。しかしながら、慣用的なアキシャルピストン機械のケーシング壁は比較的低い内部圧力に抵抗するに過ぎないため、この付加分力は比較的小さい。また、駆動機構がオーバーフローオイルに入るときに高いオーバーフローオイルレベルで生じるチャーニング（攪乱）損失または乱流損失の問題がある。
注目すべき他の文献としてドイツ国特許公開第24 46 535（DE-OS）号があり、該文献から、押さえ装置に作用する遠心力装置を使用して摺動シューを斜板上に押し付けることが知られている。この目的のため、シリンダバレルの周囲に遠心力ウェイトが配置されており、該遠心力ウェイトは、リンク機構および押さえ装置接触圧力板を介して押え装置の引戻しボールに作用する。しかしながら、この遠心力装置は、アキシャルピストン機械の斜板に対して摺動シューを押し付ける機能を有するに過ぎず、シリンダバレルを制御板に押し付けるのに要する力に比べてかなり小さい力で済む。また、シリンダバレルを通るリンク機構は半径方向に傾斜しており、従って、押え装置には比較的小さい軸線方向分力のみが伝達されるため、遠心力装置の効率は比較的低い。リンク機構および接触圧力板の形態をなす付加構造要素は、構造を比較的複雑にしかつコストが嵩むものにする。好ましくない他の特徴は、遠心力ウェイトが外周部に配置されているためアキシャルピストン機械の構造スペースが増大することである。また、遠心力ウェイト組立体の遊びが周囲の補助要素すなわち圧力要素によって補償されないため、遠心力ウェイトが支持体または圧力要素により支持されることが保証されず、従って遠心力ウェイトは、静止状態からの加速時に比較的低速で装置に作用する。この結果、低速範囲での摺動シューの接触圧力が不充分になる。
ドイツ国特許第1 226 418（DE-PS）号から、斜板に対して摺動シューを押し付けるため、シリンダバレルの外周部に遠心力ウェイトを備えたレバーアーム等が備えられた遠心力装置を設けることが知られている。この装置はまた、力を導入するための非常に複雑なシステムを有している。速度に従って制御板に対してシリンダバレルを押し付けるのに利用できる力範囲は、斜板上に摺動シューを押し付けるべく機能する押え装置の場合の力範囲とは全く異なっている。従って、上記文献から知られた遠心力装置は、本発明が基づいている問題の解決には全く適していない。
本発明の目的は、制御板に対してシリンダバレルを押し付けるための接触圧力装置であって、低速範囲において不必要に高い接触圧力を防止できかつ簡単な構造の接触圧力装置を備えたアキシャルピストン機械を提供することにある。
上記目的は、請求の範囲第１項の前提部を構成する特徴と関連する特徴部に記載の特徴により達成される。
本発明は、制御板に対してシリンダバレルを押し付けるための速度従属形（speed-dependent）接触圧力を利用する接触圧力装置が、力方向変換装置を介して、遠心力を、シリンダバレルと制御板との間に作用する接触圧力（該接触圧力は、制御板の方向を向いておりかつ駆動軸線に対して軸線方向にある分力をもつ）に変換する遠心力本体（centrifugal bodies）により簡単な態様に形成されるという認識に基づいている。これにより、低速範囲での不必要に高い接触圧力が防止されかつ摩擦損失が最小になる。他の長所は、シール位置および摺動位置での摩耗レベルが低いことである。一定ばね力から得られる接触圧力とは異なり、速度の増大につれて接触圧力も連続的に増大するので、最大速度が接触圧力装置により制限されることはない。
請求の範囲第２項〜第１４項には、本発明の優れた開発事項が記載されている。
請求の範囲第２項によれば、力方向変換装置が駆動軸に支持される。力方向変換装置は、任意により、シリンダバレルと駆動軸との間のキャビティ内に遠心力本体と一緒に配置でき、これにより、特にコンパクトに設計できる。しかしながら、請求の範囲第３項によれば、力方向変換装置は、アキシャルピストン機械のケーシングに支持されるように構成することもできる。
請求の範囲第４項によれば、遠心力本体または該遠心力本体に連結されたコーキング要素に傾斜面を設けることができる。この傾斜面に対する垂線は、駆動軸線に対して所定の傾斜角だけ傾斜している。請求の範囲第５項によれば、傾斜面は、遠心力本体またはコーキング要素に機能的に連結された相手方部品（カウンタパート）にも同じ態様で設けられる。半径方向の遠心力は、傾斜面の傾斜角により生じるクサビ効果により、軸線方向の分力に変換される。請求の範囲第６項によれば、傾斜面への垂線が駆動軸線となす傾斜角は好ましくは５〜２５°、より好ましくは１５°である。
請求の範囲第７項によれば、コーキング要素は、シリンダバレルと駆動軸との間のキャビティ内に一体化できかつ半径方向連結要素を介して遠心力本体に連結できる。この場合、遠心力本体がシリンダバレルの外周部に配置され、これにより、駆動軸線からの半径方向距離が大きくなるため、特に大きい遠心力が遠心力本体に作用する。この場合、遠心力本体はシリンダバレル内に一体化することができ、より詳しくは、シリンダバレルと同一の半径方向面内に配置することもできる。
請求の範囲第８項によれば、相手方部品（遠心力本体または該遠心力本体に連結されたコーキング要素が協働する部品）は２つの支持リングからなり、第１支持リングは駆動軸に支持されかつ第２支持リングはシリンダバレルに支持される。請求の範囲第９項によれば、支持リングのうちの少なくとも１つの支持リングには、ばね要素、例えば皿ばねにより、遠心力本体またはコーキング要素に対して押し付けられる予負荷が加えられる。かくして、遠心力本体またはコーキング要素は、相手方部品として機能する支持リングに対する遊びがない態様で当接し、これにより、本発明によれば、低速範囲および停止状態からの加速時でも、遠心力に基づいて定まる接触圧力が有効に作用する。
請求の範囲第１０項によれば、遠心力本体はシリンダバレルの一方の側に取り付けられ、遠心力本体の突出部は、接触圧力の軸線方向分力が、発生するレバー作用によりシリンダバレルに加えられるように、駆動軸の肩部に作用する。これとは逆に、請求の範囲第１１項によれば、遠心力本体を、シリンダバレルに取り付けるのではなく、駆動軸に取り付けることもできる。
請求の範囲第１２項によれば、本発明による遠心力装置は、同時に、斜板に対して摺動シューを押し付ける押え装置の接触圧力の速度従属形増大を達成するのにも使用できる。
この手段は、高速でも斜板の摺動面から摺動シューが浮上する可能性をなくすことができる。請求の範囲第１３項および第１４項によれば、押え装置のための接触圧力は、押え装置引戻しボールと力方向変換装置（より詳しくは一方の支持リング）との間に配置された連結部材（より詳しくは軸線方向に配向された連結ピン）を介して伝達される。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
第１図は、本発明によるアキシャルピストン機械の第１実施形態を示す縦断面図である。
第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
第３図は、本発明によるアキシャルピストン機械の第２実施形態を示す縦断面図である。
第４図は、本発明によるアキシャルピストン機械の第３実施形態を示す縦断面図である。
第５図は、本発明によるアキシャルピストン機械の第４実施形態を示す縦断面図である。
第６図は、慣用的なばね接触圧力を用いた場合の、ピストンにより加えられる慣性力および接触圧力を示すグラフである。
第７図は、本発明により開発されたアキシャルピストン機械での接触圧力を示すグラフである。
第１図は、本発明により開発されたアキシャルピストン機械の第１実施形態を示す縦断面図である。アキシャルピストン機械（図面には、その一部のみが示されている）は、駆動軸３を有し、該駆動軸３には、キー継手４を介して、シリンダバレル２が、回転はできないが軸線方向には変位できる態様で連結されている。
シリンダバレル２は、共通の周方向円上で半径方向に均等に分散配置されたシリンダボア５を有し、該シリンダボア５内では、ピストン６が軸線方向に変位可能な態様で案内される。各ピストン６はボールヘッド７を有し、該ボールヘッド７は、関連する摺動シュー９の球状凹部８内に枢動可能に取り付けられている。ピストン６は、摺動シュー９を介して、非回転斜板１０に対して支持されており、ピストンストロークは、斜板１０の摺動面１１に対する垂線と駆動軸の軸線１２とのなす角度βにより決定される。ピストン６は軸線方向ボア１３を有し、該ボア１３は、摺動シュー９の静流体圧力を緩和すべく摺動シュー９に形成されたボア１４を介して、摺動シュー９の裏面の圧力ポケット１５に連結されている。摺動シューは、環状引戻し板１６（該引戻し板１６は、各場合において摺動シュー９の肩状位置決め面１７に当接する）内で案内される。引戻し板１６の中央ボア１８内には部分球状の引戻しボール１９が挿入されており、該引戻しボール１９は、斜板１０の枢動角度βの如何に係わらず、その球状外面２０が引戻し板１６に連結されている。
引戻し板１６および引戻しボール１９からなる押え装置１６、１９は、引戻しボール１９の凹部２１内に挿入されている１つ以上のばね２２により、斜板１０に対して軸線方向に押圧されており、これにより、摺動シュー９は斜板１０の摺動面１１上に常時当接しており、特に、吸込みストロークが実行されるときでも摺動面１１から浮上することはない。
シリンダバレル２が回転する度毎にシリンダボア５を高圧ラインおよび低圧ライン（これらのラインは図示せず）に周期的に連結するため、シリンダボア５は、連結チャンネルを介して、制御板２６に形成された腎臓形制御ポート２４、２５に連結されている。
本発明による開発は、制御板２６に対するシリンダバレル２の接触圧力の改善に関する。本発明によれば、半径方向に分散配置された１つ以上（図示の実施形態では６つ）の遠心力本体３０ａ〜３０ｆが設けられている。第１図に示す第１実施形態では、遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、シリンダバレル２と駆動軸３との間に形成される環状キャビティ３１内に配置される。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、相手方部品として機能する２つの支持リング３２、３３の間でクランプされる。第１支持リング３２は、位置決めリング２８を介して駆動軸３の肩部３４に支持されている。第２支持リング３３は、他の位置決めリング３４を介してシリンダバレル２により支持されている。少なくとも１つの支持リング（第１図の実施形態では支持リング３２）は、遠心力本体３０ａ〜３０ｆと支持リング３２、３３との間のあらゆる組立体遊びが補償されかつ低速時および停止時でも遠心力本体３０ａ〜３０ｆが支持リング３２、３３に当接するようにするため、好ましくは、ばね要素（例えば皿ばね）３５により軸線方向に弾性的に支持される。
第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿う部分断面図であり、遠心力本体３０ａ〜３０ｆの配置をより良く示すものである。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、第１図および第２図に示す実施形態のリングセグメントを形成する。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、非作動状態で駆動軸３の外周部３６ａに当接している。遠心力本体３０ａ〜３０ｆの各端面は傾斜面３８、３９として形成されている。該傾斜面３８、３９は半径方向外方に幅狭の円錐状をなしており、かつ支持リング３２、３３に形成された対応する第２傾斜面３６、３７（該傾斜面も半径方向に幅狭の円錐状をなしている）にぴったり当接する。
駆動軸３およびシリンダバレル２の速度が増大すると、各遠心力本体３０ａ〜３０ｆには遠心力ＦFが作用し、これらの遠心力本体を半径方向外方に押しやる。この場合、遠心力ＦFは、駆動軸３すなわちシリンダバレル２の速度ｎの２乗に比例する。支持リング３２、３３のそれぞれの傾斜面３８、３９および３６、３７には垂線方向力ＦNが作用する。これらの力は、それぞれ傾斜面３６、３７および３８、３９に対して垂直に作用する。垂線方向力ＦNは、傾斜角α（それぞれ、傾斜面３６、３７および３８、３９に対する垂線と駆動軸３の軸線１２とのなす角度）に従って、半径方向分力ＦRと軸線方向分力ＦAとに分解される。遠心力本体３０ａ〜３０ｆが対称的に形成されている場合には、半径方向分力ＦRは、支持リング３２、３３内に内力を発生するに過ぎない。軸線方向分力ＦAは、制御板２６に対するシリンダバレル２の所望の接触圧力を発生する。
それぞれの傾斜面３６、３７および３８、３９に対する垂線と駆動軸３の軸線１２とのなす傾斜角αは、５〜２５°の間の角度が好ましい。特に好ましい傾斜角αは１５°である。
第１図に示す実施形態は、シリンダバレル２と駆動軸３との間に形成されるキャビティ３１が、本発明による遠心力装置の収容に使用されるため、特にコンパクトであるという特徴を有する。
遠心力本体３０ａ〜３０ｆの傾斜面３８、３９は、支持リング３２、３３の傾斜面３６、３７と協働して、遠心力本体３０ｄ〜３０ｆに作用する遠心力ＦFを、シリンダバレル２に作用する接触圧力に変換する力方向変換装置を形成し、この接触圧力は、制御板２６に向かう方向すなわち駆動軸３の軸線１２に平行な方向の分力ＦAを有している。
第３図は、本発明の第２実施形態によるアキシャルピストン機械を示す縦断面図である。既に説明した要素は、同じ参照番号で示されている。
第３図に示す実施形態でも、遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、シリンダバレル２と駆動軸３との間に形成されたキャビティ３１内に配置されかつ互いにリングを形成する補完セグメントとして形成されている。各遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、支持リング３３の一方の側で、遠心力本体マウント４０ａ〜４０ｆ（該遠心力本体マウントはこの実施形態ではボールベアリングとして形成されている）内に取り付けられている。支持リング３３は、位置決めリング３４を介してシリンダバレル２に支持されるか、シリンダバレル２に固定される。各遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、駆動軸３の段部すなわち肩部４２に作用する突出部４１ａ〜４１ｆを有している。駆動軸３およびシリンダバレル２が回転されると、遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、関連する遠心力本体マウント４０ａ〜４０ｆ内で小さい枢動角で僅かに半径方向外方に揺動して拡げられる。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、これらの突出部４１ａ〜４１ｆにより駆動軸３の肩部４２を押しやる。このため開始されるレバー作用により、遠心力本体マウント４０ａ〜４０ｆは軸線方向に作用する分力を受け、該分力は、支持リング３３および位置決めリング３４を介してシリンダバレル２に伝達される。これにより、速度従属形の所望の軸線方向接触圧力が発生する。この場合、駆動軸３の肩部４２に作用する遠心力本体マウント４０ａ〜４０ｆすなわち突出部４１ａ〜４１ｆは、力方向変換装置として機能する。
第３図に示す実施形態はまた、極めてコンパクトな形態に構成されている点で特に優れている。
第４図は、本発明による第３実施形態および第４実施形態によるアキシャルピストン機械を示す断面図である。既に説明した要素は同じ参照番号で示されており、これらの要素の反復説明は省略する。
第４図の上半部に示す本発明の第３実施形態によれば、アキシャルピストン機械１のケーシング５０には少なくとも１つの遠心力本体３０ａが支持されているが、半径方向に分散配置される複数の遠心力本体３０ａ〜３０ｆを支持するのが好ましい。ここで、各遠心力本体３０ａは、半径方向外方に向かって円錐状にテーパしている第１傾斜面３８、３９を有している。ケーシング５０は遠心力本体３０ａの傾斜面３８に適合する傾斜面５１を有し、一方、遠心力本体３０ａの傾斜面３９に適合する傾斜面５２はシリンダバレル２に形成されている。傾斜面３８、３９および５１、５２は、第１図に基づいて既に説明した実施形態に従って駆動軸３の軸線１２に対して傾斜しているため、既に説明したクサビ効果により、遠心力本体３０ａに作用する遠心力が、シリンダバレル２を制御板２６に対して押し付ける軸線方向分力をもつ接触圧力に変換される。この実施形態でも、接触圧力はシリンダバレル２の速度の２乗に比例して増大する。
第４図の下半部に示す本発明の第４実施形態は、遠心力本体３０ａ〜３０ｆが支持リング３２と３３との間に直接クランプされているのではなく、支持リング３２と３３との間に、遠心力本体３０ａ〜３０ｆとは別体のコーキング本体６０ａ〜６０ｆが設けられている点で、第１図に基づいて既に説明した実施形態とは異なっている。第４図には、遠心力本体３０ｄおよびコーキング本体６０ｄのみが示されている。第１図に示した実施形態の場合と同様に、第１支持リング３２は駆動軸３の肩部３４により支持されており、一方、第２支持リング３３は、位置決めリング３４を介してシリンダバレル２により支持されている。第１図の遠心力本体３０ａ〜３０ｆと同様に、第４図のコーキング要素６０ａ〜６０ｆは、端部に傾斜面３８、３９を有し、該傾斜面３８、３９は前述のように支持リング３２、３３に設けられた第２傾斜面３６、３７と協働する。ここで、傾斜面３６、３７および３８、３９に対する垂線は、所定の傾斜角に従って駆動軸３の軸線１２に対して傾斜している。傾斜角は、この実施形態では５〜２５°が好ましく、より好ましくは１５°の傾斜角である。
遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、シリンダバレル２の外周部６１に配置されている。第１図に示した実施形態に比べて、この実施形態は、遠心力本体３０ａ〜３０ｆと駆動軸３の軸線１２との間に大きな半径方向距離を有し、このため、遠心力本体３０ａ〜３０ｆに作用する遠心力ＦFが対応して大きくなるという長所を有する。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、半径方向連結要素６２ａ〜６２ｆ（第４図には連結要素６２ｄのみが示されている）を介してコーキング要素６０ａ〜６０ｆに連結されている。連結要素６２ａ〜６２ｆは、例えば、シリンダバレル２の半径方向ボア６３ａ〜６３ｆ（該ボアはシリンダボア５の間に位置している）内で延びているピン状ボルト要素で構成できる。遠心力本体３０ａ〜３０ｆは、シリンダバレル２に一体化するか、シリンダバレル２の凹部内に配置することもできる。特に優れた特徴は、遠心力本体３０ａ〜３０ｆがシリンダバレル２の外周部６１と同一面をなすように配置すれば、必要な構造スペースが本発明の装置によって増大されないことである。
第４図は、本発明による第５実施形態によるアキシャルピストン機械を示す縦断面図である。この実施形態は、第１図に基づいて既に説明した実施形態と殆ど同じである。既に説明した要素には同じ参照番号が使用されており、従ってこの点に関して更に説明することは省略する。
第５図に示す実施形態は、第１支持リング３２が第１位置決めリング２８を介して駆動軸３の肩部３４に支持されているのではなく、連結部材を介して、引戻し板１６および引戻しボール１９からなる押え装置１６、１９により支持されている点で、第１図に示す実施形態とは異なっている。第５図に示す実施形態では、連結部材は、少なくとも１つの（好ましくは複数の）半径方向に分散配置されたピン７０からなり、これらのピン７０は、支持リング３２または位置決めリング２８と引戻しボール１９との間に配置されている。
第５図に示す実施形態によれば、斜板１０の摺動面１１に対して摺動シュー９を押し付ける接触圧力が、駆動軸３すなわちシリンダバレル２の速度とともに増大される。この手段は、シリンダバレル２が高速で回転するときでも、摺動シュー９を斜板１０の摺動面１１に確実に当接させ、摺動シュー９が摺動面１１から浮上する可能性を排除する。
第６図および第７図には、ピストン６により発生される慣性力ＦMおよびシリンダバレル２に作用する制御板２６に向かう方向の接触圧力ＦAまたはＦFeが、シリンダバレル２の速度の関数として表されている。ここで、第６図は、接触圧力ばねを備えた接触圧力装置の慣用的な構成を示す。接触圧力ばねにより加えられる接触圧力すなわち駆動機構の予負荷ＦFeは、一定でありかつ速度ｎとは無関係である。しかしながら、ピストン６によりシリンダバレル２に加えられる慣性力ＦMは、速度ｎの２乗に比例して増大する。少なくとも、ピストンにより加えられる慣性力ＦMが接触圧力装置により加えられる一定ばね力ＦFeを超えると、最大速度ｎmaxに到達する。
第７図は、本発明による接触圧力装置の、接触圧力の軸線方向分力ＦAに対応する速度従属形駆動機構の予負荷ＦAを対比して示すものである。遠心力ＦFもシリンダバレル２の速度ｎの２乗に比例するので、本発明により接触圧力装置を適当な設計すれば、本発明による接触圧力装置により加えられる接触圧力ＦAは、ピストン６により加えられる慣性力ＦMより常に大きくなる。従って、最大速度ｎmaxはシステムの接触圧力装置により制限されない。
本発明は例示の実施形態に限定されるものではない。特に、別の構成を取り入れることなく、個々の実施形態に関する手段を組み合わせることができる。力方向変換装置も他の種々の方法で構成できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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