(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックの回転軸心に対して同心円上に形成された複数のシリンダ穴と、各シリンダ穴に往復動自在に収装されたピストンと、シリンダブロックの回転軸心に対して相対的に傾斜するトルクプレートと、トルクプレートに球面接触するシューと、前記ピストンの先端に設けた軸心と直交する当接面と、この当接面と面接触する前記シューに設けた平滑面とを有し、前記シリンダブロックと前記トルクプレートのそれぞれ回転中心部にスプライン穴部を形成する一方、２つの遊合スプラインを同軸に中間軸で連結させた歯車たわみ軸を設け、これらの遊合スプラインは中間軸側に離間するにしたがって回転軸心からの直径が小さくなる内側スプライン部および外方側に離間するにしたがって回転軸心からの直径が小さくなる外側スプライン部を備えると共に、それぞれの遊合スプラインを前記スプライン穴部に噛合させて前記シリンダブロックと前記トルクプレートの回転伝達を行うようにしたことを特徴とするアキシャルポンプ・モータ。
【請求項２】
スプライン穴部のスプライン歯形は、インボリュートスプライン歯形からなり、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の形状は、歯切工具の基準ピッチ線の軌跡をスプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で歯車たわみ軸の回転軸に対して傾斜させ、歯先の直径は内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって前記傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で減少させ、歯厚はスプライン穴部の基準ピッチ円直径と等しい直径の歯車たわみ軸の回転軸を中心とする円筒面上にてその円周方向に前記傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成する請求項１に記載のアキシャルピストンポンプ・モータ。
【請求項３】
遊合スプラインの歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の歯車たわみ軸の回転軸に対する傾斜角度を、スプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βと、次式より計算される角度β0
β0＝ｓｉｎ-1（ｔａｎβ／ｔａｎα0）
ただし、α0；基準ピッチ円上の圧力角
の大きい方の値と略同等、あるいはそれ以上とする請求項２に記載のアキシャルピストンポンプ・モータ。
【請求項４】
回転自在に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックの回転軸心に対して同心円上に形成された複数のシリンダ穴と、各シリンダ穴に往復動自在に収装されたピストンと、シリンダブロックの回転軸心に対して相対的に傾斜するトルクプレートと、トルクプレートに球面接触するシューと、前記ピストンの先端に設けた軸心と直交する当接面と、この当接面と面接触する前記シューに設けた平滑面とを有し、前記シリンダブロックと前記トルクプレートとの回転伝達を行うようにし、前記シリンダブロックと前記トルクプレートの回転軸心の交点部位に、一方の部材と軸を介して同軸に回転すると共に該部材側に内側スプライン部を、その反対側に外側スプライン部を備える遊合スプラインを配置し、他方の部材の回転中心部にその遊合スプラインと噛合するインボリュートスプライン歯形からなるスプライン穴部を形成すると共に、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の形状は、歯切工具の基準ピッチ線の軌跡を２つの部材間の相対的な傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で遊合スプラインの回転軸に対して傾斜させ、歯先の直径は内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって前記傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で減少させ、歯厚はスプライン穴部の基準ピッチ円直径と等しい直径の遊合スプラインの回転軸を中心とする円筒面上にてその円周方向に前記傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成することを特徴とするアキシャルピストンポンプ・モータ。
【請求項５】
遊合スプラインの歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の遊合スプラインの回転軸に対する傾斜角度を、２つの部材間の相対的な傾き角γと、次式より計算される角度γ0
γ0＝ｓｉｎ-1（ｔａｎγ／ｔａｎα0）
ただし、α0；基準ピッチ円上の圧力角
の大きい方の値と略同等、あるいはそれ以上とする請求項４に記載のアキシャルピストンポンプ・モータ。
【請求項６】
遊合スプラインの歯先、端部、ならびに内側スプライン部、外側スプライン部の境界位置に歯面に、丸みまたは面取りを有する請求項１〜５のいずれか１つに記載のアキシャルピストンポンプ・モータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のアキシャルピストンポンプ・モータにおいて、遊合スプライン形状を鋳造、放電加工、ホブカッタを用いた歯切盤加工等により創成するようにしたアキシャルピストンポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アキシャルピストンポンプ・モータの角度を有する部材間の回転を伝達する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアキシャルピストンポンプとしては、例えば図１１に示すものがある（ピストンポンプ・モータの理論と実際…株式会社オーム社発行）。
【０００３】
図１１において、弁板１とシリンダブロック支持軸２により回転運動自在に支持されたシリンダブロック３に、シリンダブロック３の回転軸心に対して同心円上に複数のシリンダ穴４が形成され、それぞれシリンダ穴４に往復動自在にピストン５が収装される。シリンダブロック３の回転軸心と傾斜を持つ駆動軸６にはフランジ部７が形成され、フランジ部７にコネクティングロッド８の一方の端部８ａが傾動自在に固定されると共に、その他方の端部８ｂがピストン５に傾動自在に固定される。
【０００４】
フランジ部７を有する駆動軸６とシリンダブロック３を同期回転させる回転伝達部１０の機構として、自在軸継手１０ａ，１０ｂおよびそれらを連結させる中間軸１０ｃが備えられる。自在軸継手１０ａ，１０ｂの構造は、例えば図１２のように、球部１０ｄに回転伝達部１０の回転軸と垂直方向に貫通するピン１０ｅが設けられ、ピン１０ｅの両端にコマ１０ｆが回転可能に嵌合され、コマ１０ｆが駆動軸６およびシリンダブロック３の回転中心部に設けた回転軸方向の溝７ａ，３ａ内に摺動可能に嵌合される。
【０００５】
この回転伝達部１０を介して行われるフランジ部７とシリンダブロック３との回転運動による相対的な接離動作に伴って、コネクティングロッド８を介してピストン５がシリンダ穴４内を往復運動してポンプ室９の容積が増減され、弁板１のポートを通して流体の吸入、排出が行われる。
【０００６】
モータとして動作される場合は、高圧流体によるピストン５、コネクティングロッド８の伸長動作に伴って、シリンダブロック３、フランジ部７が回転運動して、駆動軸６が回転される。
【０００７】
なお、フランジ部とシリンダブロックの各外周部にベベルギヤを形成し、互いに一部で噛合させて、フランジ部とシリンダブロックとの回転伝達を行わせるものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１１のものは、シリンダブロック３と駆動軸６との回転伝達を、中間軸１０ｃとその両端に２個の自在軸継手１０ａ，１０ｂを有する回転伝達部１０によって行っている。また、このように自在軸継手を用いたものは、自在軸継手の回転伝達機能上の欠点から、駆動軸６の回転角度、回転速度と、回転伝達部１０の回転角度、回転速度とにずれを生じるが、この場合２つの自在軸継手１０ａ，１０ｂの位置を、シリンダブロック３と駆動軸６との傾転中心１１から等距離に配置することにより、駆動軸６の回転軸６ａと回転伝達部１０の回転軸１０ｇとの相対的な角度α1と、シリンダブロック３の回転軸３ａと回転伝達部１０の回転軸１０ｇとの相対的な角度α2とを同じ大きさとして、前記ずれをシリンダブロック３の回転角度、回転速度と回転伝達部１０の回転角度、回転速度とで生じるずれにより相殺させ、シリンダブロック３と駆動軸６との同期回転を維持する構成となっている。このため、自在軸継手による回転伝達部１０の構造が非常に複雑であり、また２つの自在軸継手１０ａ，１０ｂを傾転中心１１から常に等距離に位置させる機構１０ｈが必要になることから、加工および組立コストの増大を招くという問題がある。
【０００９】
また、この場合シリンダブロック３およびフランジ部７の形状、寸法等の制約から、これら２つの自在軸継手１０ａ，１０ｂの位置がシリンダブロック３と駆動軸６との傾転中心１１から等距離に配置できず、角度α1と角度α2とが異なる値となる場合には、自在軸継手の回転伝達機能上の欠点から、シリンダブロック３と駆動軸６の回転角度、回転速度の平均値は等しいが、図１３のように１回転で２周期のずれを生じるという理由によって、つまりピストン５の往復運動は基本的には正弦波状に変化するが、このようにずれにより途中で回転変動を生じると、それだけピストン５の挙動が複雑となり、正弦波の吐出脈動特性に高周波の脈動が重畳し、さらにはピストン５、シリンダブロック３等の慣性により振動が発生するという問題がある。
【００１０】
なお、回転伝達部の構造を簡素化する目的で、シリンダブロック３と駆動軸６を１つの自在軸継手で連結する構成とすることも可能であるが、この場合も自在軸継手の回転伝達機能上の欠点から、シリンダブロック３と駆動軸６の回転角度、回転速度の平均値は等しいが、同じく図１３のように１回転につき２周期でずれを生じるという理由により、前述のように２個の自在軸継手を用いて角度α1と角度α2とが異なる場合と同様の問題が発生する。
【００１１】
また、自在軸継手の構造は複雑であるために、回転トルクを伝達するピン１０ｅの外径が寸法上の制約を受け、伝達可能なトルク容量が小さくなる。一方、許容伝達トルクの大きな大型の自在軸継手を採用することも可能であるが、自在軸継手は同心円上に形成されたシリンダ穴４の中央に通常配置されるため、ピストンピッチ円直径Ｌの増大を招き、ポンプ本体外径が大型化するという問題が発生する。
【００１２】
また、シリンダブロック３とフランジ部７の各外周部にベベルギヤを形成したものは、その一部を噛合させて回転伝達を行う構造のため、シリンダブロック３と駆動軸６の同期回転は維持されるが、ベベルギヤの噛合歯面の圧力角により、シリンダブロック３を弁板１方向に押し付ける力が発生して、ベベルギヤの噛合位置に対向するシリンダブロック３と弁板１間の摺動面の潤滑状態が悪化すると共に、シリンダブロック３、フランジ部７共に、伝達トルクに比例したラジアル荷重が発生という問題がある。
【００１３】
この発明は、構造が簡単であり、コンパクトであり、振動等を発生せず、傾き角度を有する部材間の回転を伝達できるアキシャルピストンポンプ・モータを提供する。
【００１４】
また、２つの部材を離間させる方向の力、およびラジアル荷重のアンバランスを発生せず、回転の伝達を可能にすることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、回転自在に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックの回転軸心に対して同心円上に形成された複数のシリンダ穴と、各シリンダ穴に往復動自在に収装されたピストンと、シリンダブロックの回転軸心に対して相対的に傾斜するトルクプレートと、トルクプレートに球面接触するシューと、前記ピストンの先端に設けた軸心と直交する当接面と、この当接面と面接触する前記シューに設けた平滑面とを有し、前記シリンダブロックと前記トルクプレートとの回転伝達を行うようになっているアキシャルポンプ・モータであって、前記シリンダブロックと前記トルクプレートのそれぞれ回転中心部にスプライン穴部を形成する一方、２つの遊合スプラインを同軸に中間軸で連結させた歯車たわみ軸を設け、これらの遊合スプラインは中間軸側に離間するにしたがって回転軸心からの直径が小さくなる内側スプライン部および外方側に離間するにしたがって回転軸心からの直径が小さくなる外側スプライン部を備えると共に、それぞれの遊合スプラインを前記スプライン穴部に噛合させて前記シリンダブロックと前記トルクプレートの回転伝達を行うようにする。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、スプライン穴部のスプライン歯形は、インボリュートスプライン歯形からなり、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の形状は、歯切工具の基準ピッチ線の軌跡をスプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で歯車たわみ軸の回転軸に対して傾斜させ、歯先の直径は内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって前記傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で減少させ、歯厚はスプライン穴部の基準ピッチ円直径と等しい直径の歯車たわみ軸の回転軸を中心とする円筒面上にてその円周方向に前記傾き角βと略同等またはそれ以上の角度で内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成する。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、遊合スプラインの歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の歯車たわみ軸の回転軸に対する傾斜角度を、スプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βと、次式より計算される角度β0
β0＝ｓｉｎ-1（ｔａｎβ／ｔａｎα0）
ただし、α0；基準ピッチ円上の圧力角
の大きい方の値と略同等、あるいはそれ以上とする。
【００１８】
第４の発明は、回転自在に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックの回転軸心に対して同心円上に形成された複数のシリンダ穴と、各シリンダ穴に往復動自在に収装されたピストンと、シリンダブロックの回転軸心に対して相対的に傾斜するトルクプレートと、トルクプレートに球面接触するシューと、前記ピストンの先端に設けた軸心と直交する当接面と、この当接面と面接触する前記シューに設けた平滑面とを有し、前記シリンダブロックと前記トルクプレートとの回転伝達を行うようになっているアキシャルポンプ・モータであって、前記シリンダブロックと前記トルクプレートの回転軸心の交点部位に、一方の部材と軸を介して同軸に回転すると共に該部材側に内側スプライン部を、その反対側に外側スプライン部を備える遊合スプラインを配置し、他方の部材の回転中心部にその遊合スプラインと噛合するインボリュートスプライン歯形からなるスプライン穴部を形成すると共に、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の形状は、歯切工具の基準ピッチ線の軌跡を２つの部材間の相対的な傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で遊合スプラインの回転軸に対して傾斜させ、歯先の直径は内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって前記傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で減少させ、歯厚はスプライン穴部の基準ピッチ円直径と等しい直径の遊合スプラインの回転軸を中心とする円筒面上にてその円周方向に前記傾き角ｒと略同等またはそれ以上の角度で内側スプライン部と外側スプライン部との境界からそれぞれ端面に向かって減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成する。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明において、遊合スプラインの歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の遊合スプラインの回転軸に対する傾斜角度を、２つの部材間の相対的な傾き角γと、次式より計算される角度γ0
γ0＝ｓｉｎ-1（ｔａｎγ／ｔａｎα0）
ただし、α0；基準ピッチ円上の圧力角
の大きい方の値と略同等、あるいはそれ以上とする。
【００２０】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、遊合スプラインの歯先、端部、ならびに内側スプライン部、外側スプライン部の境界位置に歯面に、丸みまたは面取りを有する。
【００２１】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、遊合スプライン形状を鋳造、放電加工、ホブカッタを用いた歯切盤加工等により創成する。
【００２３】
【作用】
第１の発明では、一方の部材の回転が、その回転中心部のスプライン穴部のスプラインから、これに噛合する遊合スプラインを介して歯車たわみ軸に伝わり、この回転がもう一方の遊合スプラインから、これに噛合する他方の部材の回転中心部のスプライン穴部のスプラインを介して他方の部材に伝わる。
【００２４】
この場合、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部とスプライン穴部のスプラインとの噛合は、２つの部材の回転軸心を通る平面に対して直交し、かつ歯車たわみ軸の回転軸心を含む平面の近傍に位置する歯面同士でなされ、また回転に伴い、これらの歯はその位置にて次々に噛合する。
【００２５】
したがって、歯車たわみ軸および２つの部材間で回転角度、回転速度がほとんどずれることはなく、同期回転を維持できる。また、このことから、歯車たわみ軸の部材の回転軸心に対する傾き角が変化しても、同期回転を維持できる。また、伝達トルクの発生に伴う不平衡なラジアル荷重が発生することはない。
【００２６】
第２の発明では、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の歯スジの方向、歯先直径、歯厚を、内側スプライン部と外側スプライン部との境界から、スプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βに対応して傾斜、減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成している。
【００２７】
したがって、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の歯と、スプライン穴部のインボリュートスプライン歯との干渉を防止すると共に、その内側スプライン部、外側スプライン部の歯面が、スプライン穴部のインボリュートスプライン歯面に的確に接触し、良好なトルク伝達を得ることができる。
【００２８】
また、スプライン歯面の圧力角によって発生する力は、内側スプライン部の歯面の圧力角による力と、外側スプライン部の歯面の圧力角による力とで相殺するため、回転トルクの伝達に伴って２つの部材を離間させる方向の力は発生しない。
【００２９】
第３の発明では、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の歯厚をこれらの境界から所定角度で減少させる場合の歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の歯車たわみ軸の回転軸に対する傾斜角度を定めている。
【００３０】
遊合スプラインの歯切工具の基準ピッチ線の軌跡を傾斜させ、内側スプライン部、外側スプライン部の歯を転位歯として、歯厚を減少させるが、この場合歯厚を所定角度（スプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角β）で減少させるための歯切工具の基準ピッチ線の軌跡の傾斜角度β0が次式より求まり、
β0＝ｓｉｎ-1（ｔａｎβ／ｔａｎα0）
α0；基準ピッチ円上の圧力角
スプライン穴部と歯車たわみ軸との間の傾き角βと、その傾斜角度β0の大きい方の値と略同等、あるいはそれ以上とする。
【００３１】
したがって、２つの部材の回転軸心を通る平面、およびその平面に対して直交しかつ歯車たわみ軸の回転軸心を含む平面でのスプライン穴部のスプラインとの干渉を的確に防止する。
【００３２】
第４の発明では、一方の部材の回転が、同軸の遊合スプラインの回転軸に伝わり、この回転がその遊合スプラインから、これに噛合する他方の部材の回転中心部のスプライン穴部のスプラインを介して他方の部材に的確に伝わる。
【００３３】
第５の発明では、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部と、スプライン穴部のスプラインとの干渉を的確に防止する。
【００３４】
第６の発明では、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部と、スプライン穴部のスプラインとが滑らかに接触し、摩耗を抑制する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施の形態は、本発明を斜軸式アキシャルピストンポンプとして適用した実施の形態である。
【００３６】
図１において、弁板１とシリンダブロック支持軸２により回転運動自在に支持されたシリンダブロック３に、シリンダブロック３の回転軸心３ｄに対して同心円上に複数のシリンダ穴４が形成され、それぞれシリンダ穴４に往復動自在にピストン５が収装される。
【００３７】
シリンダブロック３の回転軸心３ｄと傾斜を持つ駆動軸６にはフランジ部７が形成され、フランジ部７にコネクティングロッド８の一方の端部８ａが傾動自在に固定されると共に、その他方の端部８ｂがピストン５に傾動自在に固定される。
【００３８】
２つの遊合スプライン１２ａ，１２ｂを同軸に中間軸１２ｃで連結させた構造の歯車たわみ軸１２が設けられ、その遊合スプライン１２ａ，１２ｂを、シリンダブロック３とフランジ部７の回転中心部に形成した一般的なインボリュートスプライン歯形形状を持つスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂとそれぞれ噛合させ、回転伝達部２０が構成される。
【００３９】
図２の要部拡大図で示すように、歯車たわみ軸１２の遊合スプライン１２ａ，１２ｂは、中間軸１２ｃ側に内側スプライン１２ｅが、その反対側に外側スプライン１２ｆが形成される。
【００４０】
シリンダブロック３または駆動軸６と歯車たわみ軸１２との間の傾き角βが許容できる内側スプライン１２ｅ、外側スプライン１２ｆの形状は、ラック形工具による創成加工を例として説明すると、シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面では、スプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯面との干渉を避けるため、傾き角βと略同等またはそれ以上の角度β1でラック形工具の基準ピッチ線１２ｉ（軌跡）を歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄに対して傾斜させ、その歯面に略インボリュート形状を形成し、さらにスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯底との干渉を避けるため、内側スプライン１２ｅと外側スプライン１２ｆとの境界１２ｇから両方の端面１２ｈに向かって傾き角βと略同等またはそれ以上の角度β2で歯先の直径を減少させる。
【００４１】
また、シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面に対して直交し、かつ歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄを含む平面では、スプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯面との干渉を避けるために、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの内側、外側スプライン１２ｅ，１２ｆの歯面は、図３、図４で示すように、スプライン穴の基準ピッチ円直径と等しい直径の歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄを中心とする円筒面１２ｊ上で、その円周方向に傾き角βと略同等またはそれ以上の角度β3で、内側、外側スプライン１２ｅ，１２ｆの境界１２ｇから両方の端面１２ｈに向かって歯厚を減少させ、歯面は略インボリュート形状を形成する。
【００４２】
このスプライン穴の基準ピッチ円直径と等しい直径の円筒面１２ｊ上で角度β3で歯厚が減少する略インボリュートスプラインについて詳しく述べると、一般にインボリュートスプライン軸の基準ピッチ円上の歯厚Ｓ0は、モジュールｍ、転位係数ｘ、基準ピッチ円上の圧力角α0の関数として、
Ｓ0＝πｍ／２＋２ｘｍ・ｔａｎα0                （１）
で表される。なお、転位量ｘｍは切削工具の軌跡のずらし量を物理的に意味している。
【００４３】
この式から、あるモジュールの歯形において転位係数ｘをさらにΔｘだけ増減させることにより、基準ピッチ円上の歯厚Ｓ0を変えることが可能になることがわかる。また、スプライン軸の歯先における歯厚に関してもほぼ同様に、転位係数ｘを変更することによって、歯厚を変えることができる。
【００４４】
遊合スプライン１２ａ，１２ｂの内側、外側スプライン１２ｅ，１２ｆの端面１２ｈの歯厚Ｓ1は、内側、外側スプライン１２ｅ，１２ｆの境界１２ｇにおけるスプライン穴の基準ピッチ円直径に等しい直径での歯厚をＳ0とすると、境界１２ｇから端面１２ｈまでの歯幅Ｗｉ（ｉ＝１，２）および角度β3の関数として、
Ｓ1＝Ｓ0−２Ｗｉ・ｔａｎβ3                      （２）
で表される。
【００４５】
一方、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの内側、外側スプライン１２ｅ，１２ｆの境界１２ｇから端面１２ｈに至る間に、転位係数をｘからｘ−Δｘに連続的に変化させると、端面１２ｈでの歯厚Ｓ1は、
Ｓ1＝πｍ／２＋２（ｘ−Δｘ）ｍ・ｔａｎα0        （３）
となり、さらに
Ｓ1＝Ｓ0−２Δｘｍ・ｔａｎα0                     （４）
で表される。
【００４６】
この式（２）、（４）により
Ｗｉ・ｔａｎβ3＝Δｘｍ・ｔａｎα0                （５）
Δｘｍ＝Ｗｉ・ｔａｎβ3／ｔａｎα0                （６）
の関係が得られる。
【００４７】
したがって、端面１２ｈの方向に角度β3で傾いた歯厚を持つスプラインを創成加工する際のラック形工具の基準ピッチ線１２ｉの歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄに対する傾斜角度、つまりスプライン穴の基準ピッチ円直径と等しい直径の歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄを中心とする円筒面１２ｊとの半径方向の傾斜角度β0は、ΔｘｍとＷｉの関係および式（６）から、
β0＝ｓｉｎ-1（Δｘｍ/Ｗｉ）=ｓｉｎ-1(ｔａｎβ3／ｔａｎα0）  （７）
となる。
【００４８】
すなわち、ラック形工具の基準ピッチ線１２ｉを傾斜させることで、内側スプライン１２ｅ、外側スプライン１２ｆの歯厚を減少させ、そのラック形工具の基準ピッチ線１２ｉの歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄに対する傾斜角度は、シリンダブロック３または駆動軸６と歯車たわみ軸１２との間の傾き角β（シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面でのスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯面との干渉を避ける角度β1）と、前（７）式より求まる傾斜角度β0の大きい方の角度とほぼ等しい値、あるいはそれ以上の値にする。
【００４９】
これにより、シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面でのスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂとの歯面の干渉、およびシリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面に対して直交し、かつ歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄを含む平面でのスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂとの歯面の干渉を的確に避けることが可能になり、歯車たわみ軸１２の傾き角βを許容する遊合スプライン１２ａ，１２ｂを得ることができる。
【００５０】
なお、このような歯先、歯面、歯厚を有する歯（内側スプライン１２ｅ、外側スプライン１２ｆ）を、複数個、同心円上に等間隔に設けて遊合スプライン１２ａ，１２ｂを形成している。図５に遊合スプライン１２ａ，１２ｂの斜視図を示す。
【００５１】
以上のように構成され、次に作用について説明する。図示しない原動機により駆動軸６および駆動軸６と一体で形成されたフランジ部７が回転させられ、さらに駆動軸６の回転軸と傾斜する軸を中心として回転自在に支持されたシリンダブロック３が回転伝達部２０を介してフランジ部７と同期回転させられる。
【００５２】
回転伝達部２０にて、駆動軸６の回転は、フランジ部７の回転中心部のスプライン穴のスプライン７ｂから、これに噛合する遊合スプライン１２ａを介して歯車たわみ軸１２に伝わり、この回転がもう一方の遊合スプライン１２ｂから、これに噛合するシリンダブロック３の回転中心部のスプライン穴のスプライン３ｂを介してシリンダブロック３に伝わり、同期回転する。
【００５３】
この回転に伴いシリンダブロック３と、フランジ部７のコネクティングロッド８が嵌合された部位８ａが離れていく行程では、ピストン５がコネクティングロッド８により牽引されて伸び出していき、ポンプ室９に流体が一方のポート９ａを介して吸入される。次いで、シリンダブロック３とフランジ部７のコネクティングロッド８が嵌合された部位８ａが近付いていく行程では、ピストン５がコネクティングロッド８により押し込まれ、ポンプ室９内の流体を他方のポート９ｂから吐出する。
【００５４】
このようにして、シリンダブロック３、フランジ部７の回転に伴い、各ピストン５がコネクティングロッド８を介して往復運動を行い、ポンプ室９に流体の吸入、吐出を繰り返し、アキシャルピストンポンプとして機能する。
【００５５】
ここで、アキシャルピストンポンプに適用できるシリンダブロックと駆動軸の回転伝達部としては、回転の位相差を生じることなく、ほぼ正確に同一回転し、さらにポンプ傾角αに相当した大きな傾き角が許容できる機能が要求される。また、その伝達トルクは、シリンダブロックと弁板間で発生する摩擦トルクや駆動軸の回転を急変させた際に発生するシリンダブロックの慣性力等に耐え得るトルク伝達能力を備える必要がある。
【００５６】
これに対し、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの内側スプライン１２ｅ、外側スプライン１２ｆにおけるラック形工具の基準ピッチ線１２ｉの歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄに対する傾斜角度が、シリンダブロック３または駆動軸６と歯車たわみ軸１２との間の傾き角β（シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心３ｄ，６ａを通る平面でのスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯面との干渉を避ける角度β1）と、歯厚の減少角度に基づく前（７）式の傾斜角度β0の大きい方の角度とほぼ等しい値、あるいはそれ以上の値であり、さらに内側スプライン１２ｅ、外側スプライン１２ｆの境界から端面１２ｈに向かって角度β2で歯先の直径を減少させる遊合スプライン形状とすることで、シリンダブロック３または駆動軸６と歯車たわみ軸１２との間の大きな傾き角βが許容できる遊合スプライン１２ａ，１２ｂが得られると共に、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの歯面をスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂの歯面と最大限に広い面積で接触させ、摩擦トルクや慣性力に耐え得るトルク伝達能力を有する回転伝達部２０が確保される。
【００５７】
また、遊合スプライン１２ａ，１２ｂとスプライン穴のスプライン３ｂ，７ｂとの歯面の噛合は、シリンダブロック３と駆動軸６の２つの回転軸心を通る平面に対して直交し、かつ歯車たわみ軸１２の回転軸心を含む平面の近傍に位置する歯面同士でなされるが、遊合スプライン１２ａ，１２ｂは複数の歯を持ち、これらの歯が回転に伴い次々に噛合するため、シリンダブロック３と歯車たわみ軸１２との回転角度、回転速度ならびに駆動軸６と歯車たわみ軸１２との回転角度、回転角度は、ほとんどずれることがなく、シリンダブロック３と駆動軸６との同期回転が得られ、振動、騒音の小さな回転伝達がなされる。
【００５８】
さらに、シリンダブロック３の回転軸心３ｄと駆動軸６の回転軸心６ａとの間の傾き角が変化しても、シリンダブロック３と歯車たわみ軸１２とは、同期回転が維持され、駆動軸６と歯車たわみ軸１２も同様に、それらの回転軸心６ａ，１２ｄの傾き角が変化しても、同期回転が維持される。
【００５９】
このことから、シリンダブロック３と歯車たわみ軸１２との間の傾き角と、駆動軸６と歯車たわみ軸１２との間の傾き角度とを等しくせずとも、シリンダブロック３と駆動軸６との同期回転が得られ、シリンダブロック３側および駆動軸６側のそれぞれ配置した２つの遊合スプライン１２ａ，１２ｂを、シリンダブロック３と駆動軸６との傾転中心１１から等距離に配置する必要がなく、シリンダブロック３の回転軸心３ｄならびに駆動軸６の回転軸心６ａ上に適当にそれぞれ遊合スプライン１２ａ，１２ｂと噛合するスプライン穴を設けることが可能になり、設計上の自由度が増し、シリンダブロック３あるいはフランジ部７のコンパクト化が達成しえる。
【００６０】
また、スプライン歯面の圧力角によって発生する力は、遊合スプラインの回転軸心１２ｄに対して対向する位置関係のスプライン歯面、つまり内側スプライン１２ｅの歯面の圧力角による力と、外側スプライン１２ｆの歯面の圧力角による力とで相殺されるため、回転トルクの伝達に伴って、シリンダブロック３とフランジ部７とにそれらを離間させる方向の力が発生せず、また伝達トルクの発生に伴う不平衡なラジアル荷重の発生もなく、シリンダブロック３と弁板間の摺動面の潤滑状態を良好に保つことができ、耐焼付性の向上が図れ、同時に摺動面間の摩擦力による機械的なエネルギ損失も低減でき、高効率化が達成し得る。
【００６１】
なお、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの形状は、ラック形工具を用いての創成加工を例に説明を行ったが、上述の歯先、歯面、歯厚を有するスプラインを、鋳造、放電加工、ホブカッタを用いての歯切盤加工等、他の加工法によって加工することもできる。
【００６２】
次に他の実施の形態を説明すると、図６に示す実施の形態は、回転伝達部２０の遊合スプライン１２ａ，１２ｂの加工時のラック形工具の基準ピッチ線に関して、内側スプライン１２ｅと外側スプライン１２ｆとの境界１２ｇの近傍の部分において、その内側スプライン１２ｅと外側スプライン１２ｆとのラック形工具の基準ピッチ線が滑らかにつながるように、基準ピッチ線に略丸み１２ｋを設ける、あるいはスプライン中心軸と略平行な基準ピッチ線を設けるようにしたものである。
【００６３】
図７に示す実施の形態は、回転伝達部２０の遊合スプライン１２ａ，１２ｂの加工時のラック形工具の基準ピッチ線に関して、遊合スプライン１２ａ，１２ｂの端面１２ｈの一方または両方の部分において、その基準ピッチ線に略丸み１２ｌを設ける、あるいはラック形工具の基準ピッチ線と歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄとの間の傾斜角度よりも大きな角度を有する基準ピッチ線を設けるようにしたものである。
【００６４】
これら図６、図７は、ラック形工具によるスプライン創成における基準ピッチ線と歯車たわみ軸１２の回転軸心方向の軌跡を変更することにより、遊合スプライン歯形を滑らかにしたものであるが、前述の鋳造、放電加工、ホブカッタを用いての歯切盤加工等、他の加工法でも実施できる。
【００６５】
このようにすれば、スプライン穴のスプラインと遊合スプライン１２ａ，１２ｂとを滑らかに接触させることができ、回転伝達時の振動、騒音を更に低減でき、スプライン穴および遊合スプライン１２ａ，１２ｂの歯面の摩耗を押え、寿命を延長できる。これらの加工を同時に行うことで、その効果を更に高めることができる。
【００６６】
なお、単に、前図２〜図４のスプラインの歯面、歯先、ならびに端面に発生した角部に丸み付けるあるいは面取りを行うことでも、同様の効果を得ることができる。
【００６７】
図８の実施の形態は、弁板３１と支持軸３２により回転自在に支持されたシリンダブロック３３と、シリンダブロック３３の回転軸心に対して同心円上に形成された複数のシリンダ３４穴と、各シリンダ３４穴に往復動自在に収装されたピストン３５と、シリンダブロック３３の回転軸心に対して相対的に傾斜すると共に駆動軸３６とスプライン結合して同期回転されるトルクプレート３７と、トルクプレート３７に球面接触するシュー３８と、ピストン３５の先端に形成した当接面３５ａと、この当接面３５ａと面接触するシュー３８に設けられた平滑面３８ａとを有しており、トルクプレート３７つまりトルクプレート３７と同期回転する駆動軸３６とシリンダブロック３３との間に前記歯車たわみ軸１２を用いた回転伝達部２０を構成している。
【００６８】
シュー３８は球体を判割りにした形状で、球面部分がトルクプレート３７に形成された判球状の凹部３７ａに収装されて球面接触により保持され、平滑面３８ａがピストン３５の先端に形成された軸心と直交する当接面３５ａと面接触される。シリンダ穴３４にはピストン３５を伸び出し方向に付勢するスプリング４０が設けられ、ピストン３５をシュー３８に、シュー３８をトルクプレート３７に常時接触させる。
【００６９】
ピストン３５に形成した貫通路３５ｂを介して、シュー３８の平滑面３８ａと当接面３５ａとの間にシリンダ穴３４内の流体の一部を導き、その接触摩擦を低減する。また、シュー３８に形成した貫通路３８ｂにより、シュー３８の球面とトルクプレート３７の凹部３７ａとの間に前記流体の一部を導き、さらにトルクプレート３７に形成した貫通路３７ｂにより、トルクプレート３７の摺接面３７ｃ等に流体の一部を導くようになっている。
【００７０】
駆動軸３６が回転されると、トルクプレート３７が回転されると共に、回転伝達部２０を介して、駆動軸３６側と回転軸心が傾斜するシリンダブロック３３がトルクプレート３７と同期回転される。このトルクプレート３７とシリンダブロック３３の回転に伴い、各ピストン３５がシリンダ穴３４内を往復運動し、ポンプ室３９に通じる弁板３１のポートを介して流体の吸入、吐出が行われる。
【００７１】
シュー３８とピストン３５とは、ピストン３５の軸心に垂直な平滑面３８ａと当接面３５ａとで面接触すると共に、歯車たわみ軸１２を用いた回転伝達部２０により、シュー３８とピストン３５の軸心のずれを非常に小さくできるので、シュー３８からピストン３５にはその軸心と垂直な方向の反力がほとんど作用せず、ピストン３５からシリンダに作用するピストン横力が非常に小さくなる。
【００７２】
したがって、ピストン３５とシリンダ間の摺動面圧は大幅に低減され、かじりや焼付きの問題が解消され、ポンプの高圧化や回転速度の高速化が可能となる。摺動摩擦に伴う発熱量の減少により、ピストン３５とシリンダとの摺動間隙を縮小でき、流体漏れ量を減少させて、ポンプ容積効率の改善も図れる。
【００７３】
ピストン３５からシリンダに作用するピストン横力が非常に小さくなることから、ピストン３５とシリンダとの間の摩擦力も大幅に低減し、かつ歯車たわみ軸１２からはシリンダブロック３３に駆動トルクのみ作用し、スラスト荷重、ラジアル荷重が作用しないため、シリンダブロック３３に作用する力は、ほぼポンプ室３９内の流体圧力により弁板３１側に押し付ける力のみとなる。このため、シリンダブロック３３の挙動が単純化し、シリンダブロック３３と弁板３１との摺動面の流体膜に静圧軸受的な効果を持たすことにより適正な摺動面圧の確保が容易となり、摺動面の潤滑状態を良好に保って、焼付きあるいは過大な漏れの発生を回避できる。
【００７４】
図９の実施の形態は、前記形態（図１参照）にあって、シリンダブロック３の回転軸心３ｄと歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄとの間の傾き角の大きさと、駆動軸６の回転軸心６ａと歯車たわみ軸１２の回転軸心１２ｄとの間の傾き角の大きさが異なる場合においても、シリンダブロック３と駆動軸６とは同期回転が維持されるという歯車たわみ軸１２による回転伝達機構の特徴を利用したものである。
【００７５】
図９の回転伝達部５０は、シリンダブロック３の回転軸心３ｄと歯車たわみ軸５１の回転軸心５１ｄとの傾き角の大きさを０とし、２つの回転軸心３ｄ，５１ｄを同軸に配置すると共に、駆動軸６の回転軸心６ａと歯車たわみ軸５１の回転軸心５１ｄとの間の傾き角の大きさを、ポンプ傾角γと等しくし、シリンダブロック３の回転軸心３ｄと駆動軸６の回転軸心６ａとの交点１１の位置で、駆動軸６に形成したスプライン穴のスプライン７ｂと、歯車たわみ軸５１の遊合スプライン５２とを噛合させる。
【００７６】
遊合スプライン５２は、前記形態の遊合スプライン１２ａと同様に、駆動軸６側に外側スプライン５２ｆを、その反対側に内側スプライン５２ｅを備えると共に、ポンプ傾角γあるいはそれ以上の傾角が許容できるように、ラック形工具の基準ピッチ線（軌跡）を歯車たわみ軸５１の回転軸心５１ｄに対して傾斜させ、内側スプライン５２ｅと外側スプライン５２ｆとの境界から歯先の直径、歯厚を減少させた形状にする。
【００７７】
この場合、ラック形工具の基準ピッチ線の歯車たわみ軸５１の回転軸心５１ｄに対する傾斜角度は、ポンプ傾角γと次式（８）より求まる角度γ0
γ0＝ｓｉｎ-1(ｔａｎγ／ｔａｎα0）                    （８）
の大きい方の角度とほぼ等しい値、あるいはそれ以上の値にする。
【００７８】
シリンダブロック３と歯車たわみ軸５１とは通常のスプライン結合とする。
【００７９】
シリンダブロック３の回転軸心３ｄと歯車たわみ軸５１の回転軸心５１ｄとの傾き角の大きさは０であるため、シリンダブロック３のスプライン穴のスプラインと噛合するスプラインは遊合スプラインを用いる必要がなく、通常のスプラインで対応できるので、歯車たわみ軸５１のスプライン形状がより単純なものとなり、加工コストの低減が図れる。
【００８０】
シリンダブロック３と歯車たわみ軸５１との間の回転の拘束は、スプラインで実施する構成を述べたが、キーによる拘束、さらにはシリンダブロック３に遊合スプライン５２を一体で加工する構成とすることもできる。
【００８１】
シリンダブロック３と駆動軸６との交点１１で、シリンダブロック３のスプライン穴のスプラインとポンプ傾角γが許容できる歯車たわみ軸５１の遊合スプラインとを噛合させ、駆動軸６のスプライン穴のスプライン７ｂと歯車たわみ軸５１とを通常のスプラインで結合させ、シリンダブロック３と駆動軸６との回転伝達を図る構成とすることもできる。
【００８２】
なお、遊合スプライン５２の形状は、鋳造、放電加工、ホブカッタを用いての歯切盤加工等、他の加工法によって加工することもできる。
【００８３】
図１０の実施の形態は、前図８のものに前図９の回転伝達部５０を適用したものである。この場合も、加工コストの低減が図れる。
【００８４】
以上の実施の形態は、斜軸式のアキシャルピストンポンプについてのものであるが、シリンダブロックの回転中心と同軸に駆動軸を設け、駆動軸により例えばスプライン等を介してシリンダブロックを直接回転駆動すると共に、フランジ部（斜板）をシリンダブロックと同期回転させる斜板式のアキシャルピストンポンプにおいても、前記歯車たわみ軸を用いた回転伝達機構を適用することができる。
【００８５】
また、アキシャルピストンポンプとしての構成、作動を説明したが、例えば所定のポートに流体を外部から供給することで、アキシャルピストンモータとしても機能させることができる。
【００８６】
【発明の効果】
第１の発明によれば、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部とスプライン穴部のスプラインとの噛合が、２つの部材の回転軸心を通る平面に対して直交し、かつ歯車たわみ軸の回転軸心を含む平面の近傍に位置する歯面同士でなされると共に、回転に伴い、これらの歯はその位置にて次々に噛合するので、歯車たわみ軸および２つの部材間で回転角度、回転速度がほとんどずれることはなく、同期回転を維持でき、また歯車たわみ軸の部材の回転軸心に対する傾き角が変化しても、同期回転を維持でき、また伝達トルクの発生に伴う不平衡なラジアル荷重が発生することがない。したがって、簡単にコンパクトな構造にでき、振動、騒音の小さい、的確な回転伝達、トルク伝達を行えると共に、各摺動部の良好な潤滑状態を維持できるので、耐焼付性の向上と機械損失の低減を図れる。
そして、ピストンとシリンダブロックとの間にはピストン往復動方向と直交する力が発生せず、ピストンの摺動面圧が低減し、焼付き等を回避でき、ポンプ・モータの高速化、高圧化が図れる一方、摺動摩擦に伴う発熱量の減少により、ピストンとシリンダとの摺動間隙を縮小できるため、容積効率を改善できる。また、回転伝達部からシリンダブロックにスラスト荷重、ラジアル荷重が作用しないため、シリンダブロックの弁板側の摺動面圧を容易に適正化でき、焼付き、流体の漏れを防止できる。
【００８７】
第２の発明によれば、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の歯と、スプライン穴部のインボリュートスプライン歯との干渉を防止できると共に、その内側スプライン部、外側スプライン部の歯面が、スプライン穴部のインボリュートスプライン歯面に的確に接触し、２つの部材と歯車たわみ軸との間の大きな傾き角を許容して、良好な回転伝達、トルク伝達を得ることができる。また、２つの部材間に離間方向の力は発生しないため、部材摺動部の高い耐焼付性を確保でき、機械損失の一層の低減を図れる。
【００８８】
第３の発明によれば、２つの部材の回転軸心を通る平面、およびその平面に対して直交しかつ歯車たわみ軸の回転軸心を含む平面でのスプライン穴部のスプラインとの干渉を的確に防止でき、２つの部材と歯車たわみ軸との間の大きな傾き角を許容できると共に、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部の歯面が、スプライン穴部のインボリュートスプライン歯面により的確に接触する。したがって、一層良好な回転伝達、トルク伝達を確保でき、ポンプ・モータの高効率化を達成できる。
【００８９】
第４、第５の発明によれば、良好な回転伝達、トルク伝達を行えると共に、加工コストの低減を図れる。
そして、ピストンとシリンダブロックとの間にはピストン往復動方向と直交する力が発生せず、ピストンの摺動面圧が低減し、焼付き等を回避でき、ポンプ・モータの高速化、高圧化が図れる一方、摺動摩擦に伴う発熱量の減少により、ピストンとシリンダとの摺動間隙を縮小できるため、容積効率を改善できる。また、回転伝達部からシリンダブロックにスラスト荷重、ラジアル荷重が作用しないため、シリンダブロックの弁板側の摺動面圧を容易に適正化でき、焼付き、流体の漏れを防止できる。
【００９０】
第６の発明によれば、遊合スプラインの内側スプライン部、外側スプライン部と、スプライン穴部のスプラインとが滑らかに接触して、摩耗を抑制する。振動、騒音をさらに低減できる。
【００９１】
第７の発明によれば、遊合スプライン形状を鋳造、放電加工、ホブカッタを用いた歯切盤加工等によっても創成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】その要部拡大図である。
【図３】遊合スプラインの歯の詳細図である。
【図４】そのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】遊合スプラインの斜視図である。
【図６】第２の実施の形態を示す遊合スプラインの歯の詳細図である。
【図７】第３の実施の形態を示す遊合スプラインの歯の詳細図である。
【図８】第４の実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】第５の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１０】第６の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１１】従来例の縦断面図である。
【図１２】そのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】回転速度の特性図である。
【符号の説明】
１  弁板
２  支持軸
３  シリンダブロック
３ｂ  スプライン
４  シリンダ穴
５  ピストン
６  駆動軸
７  フランジ部
７ｂ  スプライン
８  コネクティングロッド
９  ポンプ室
１２  歯車たわみ軸
１２ａ，１２ｂ  遊合スプライン
１２ｃ  中間軸
１２ｅ  内側スプライン
１２ｆ  外側スプライン
２０  回転伝達部
３３  シリンダブロック
３４  シリンダ穴
３５  ピストン
３５ａ  当接面
３６  駆動軸
３７  トルクプレート
３７ａ  凹部
３８  シュー
３８ａ  平滑面
３９  ポンプ室
５０  回転伝達部
５１  歯車たわみ軸
５２  遊合スプライン
５２ｅ  内側スプライン
５２ｆ  外側スプライン
【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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【図８】
0003741476.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003741476.tif 000011
【図１１】
0003741476.tif 000012
【図１２】
0003741476.tif 000013
【図１３】
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