JPH0792049B2

JPH0792049B2 - ラジアルピストンポンプ

Info

Publication number: JPH0792049B2
Application number: JP60237803A
Authority: JP
Inventors: ルートビツヒ・ブデツカー; ボルフラム・ザイベルト; ベルント・ライマン
Original assignee: アルフレツド・テヴエス・ゲーエムベーハー
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: DE3439209C2; JPS61104167A; DE3439209A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はラジアルピストンポンプに係り、特に、供給
管路及び排出管路を備えた中心制御ジャーナルを中心に
して回転可能なシリンダボディのシリンダボア内に移動
可能に案内される少なくとも１つのボールピストンを設
け、このボールピストンはカムカープに沿って転動可能
なボールとスリーブとを備え、このスリーブは第１部材
と第２部材とからなり、かつ前記ボールに対して移動可
能に当接するようにしたラジアルピストンポンプに関す
る。

［従来の技術］この種、従来のラジアルピストンポンプは、ドイツ特許
出願公開第31 21 531号に記載されている。このラジア
ルピストンポンプは、カムカーブに沿って回転可能なボ
ールと、このボールに対して移動可能に当接するスリー
ブとを有する。このスリーブはロータのシリンダボアに
移動可能に案内される外側の補強用第１部材と、この第
１部材の端面の円形凹部に挿入された内側の第２部材と
を有し、この内側の第２部材にはボールに当接する当接
面が形成されている。したがって、第２部材はボールを
転動自在に受けるため、特に摩擦係数の小さい材料で作
られる。一方、補強用の第１部材は強度上、一般に比重
の大きい材料で作られているので、スリーブに沿って移
動するボールの運動と、ボールとスリーブとの接触性及
び／又はカムカーブに対するボールピストンの当接とが
確保され、かつこの接触関係は第１部材の遠心力により
確実に維持される。

しかし、外側に位置する補強用の第１部材は、通常、鋼
鉄等で作られるが、この場合、特別な作動状態の時、そ
の第１部材の構成部分の膨張に関係した無視できない摩
耗が生じる。例えば、ここに供給される液体の潤滑性が
不足し、かつ負荷の大きい場合、ボールピストンが動き
にくくなったり、焼付いたりする事態が発生しやすい。

このため、外和に位置する補強用の第１部材についての
材料の選択やその構造については、スリーブに沿って摺
動するボールの運動と、ボールとスリーブとの接触性及
び／又はカムカーブに対するボールピストンの当接の確
保等を考慮した特別な材料と構成にしなければならな
い。一方、ボールに当接する内側の第２部材はボールと
接触する関係上、特に摩擦係数の小さい材料で作る等の
特別な材料と構成にしなければならなかった。つまり、
従来のものにあっては、それの設計上の制限が大きく、
コスト高となりやすい。

［発明が解決しようとする問題点］この発明の目的は、シリンダボアの内壁によって移動が
案内される部材と、ボールに当接する部材を兼用し、さ
らに、この部材と補強用部材との結合を確実ならしめ、
かつ、強度のあるスリーブの構成が容易に得られるとと
もに、その構造が簡単になり、かつ各部材の機能を高
め、スリーブの性能を向上し、安定した確実なポンプ作
動を行わせることができるようにしたラジアルピストン
ポンプを提供することにある。

［問題を解決するための手段および作用］本発明は、供給管路及び排出管路を備えた中心制御ジャ
ーナルを中心にして回転可能なシリンダボディのシリン
ダボア内に移動可能に案内される少なくとも１つのボー
ルピストンを設け、このボールピストンはカムカーブに
沿って転動可能なボールとスリーブとを備えたラジアル
ピストンポンプにおいて、前記スリーブは、第１の部材
と、これの外周に嵌挿して連結され前記ボールと転動可
能に当接する摩擦係数の小さい材料から作られた第２部
材とを有し、前記第２部材は前記シリンダボアの内壁に
対して移動可能で案内され、さらに前記第１部材の外周
面及び第２部材の内周面には互いに係着する関係で突起
部と凹部が設けられ、これら突起部と凹部により第１部
材及び第２部材の軸方向の位置を決めするラジアルピス
トンポンプである。

この発明に従えば、ボールと転動する第２部材の、シリ
ンダボア内での移動を同時に確保できる。補強用の第１
部材はシリンダボアの壁から隔てて配置されているの
で、摩擦係数を考慮する必要がなく、この補強用第１部
材に使用される材料の選択は容易である。例えばスリー
ブが膨張した場合でも、シリンダボアの内壁に接する第
２部材を摩擦係数の小さい材料から作ることができるの
で、ラジアルピストンポンプの性能は変化しない。第２
部材にある当接面の摩耗が発生した場合でも、第２部材
は第１部材の外側にあるので、ボールはその中心から略
半径の位置にある第２部材の領域に入ることがない。こ
のため、スリーブに沿ったボールの摺動運動の妨げは、
少ない。

この発明の実施例に従えば、第１部材及び又は第２部材
を形成する材料の熱膨張係数は、スリーブを囲むシリン
ダボディの熱膨張係数より大きい。作動温度が高く、か
つ作動液体の粘着力が小さい場合、スリーブとシリンダ
ボディの間を規定するギャップが確保され、作動液体の
粘着性が小さい場合でも、容積効率が改善される。

この発明の実施例に従えば、シーリングリップは第２材
料の端部に設けられている。作動液体の圧力はスリーブ
部材の半径方向に弾性的シーリングリップを拡大して、
シリンダボアの壁に対するシーリングリップの当接を確
実する。即ち、ボールピストンの移動に影響を与えるこ
となく、ボールピストンとシリンダボアとの間のシール
状態を確実にすることができる。

この発明の実施例に従えば、ボールと当接する第２部材
の当接面の形状は、球面の一部分と一致し、その表面に
より圧力が生じることが好ましい。スリーブには中心ポ
ートが配置され、この中心ポートから少なくとも１つの
圧力媒体管路は当接面の半径方向外側の領域に導かれ、
この領域はシールとして形成されている。作動している
間、ボールの大部分は作動液体の圧力により直接的に作
動され、ボールとスリーブとの間の機械的な接触は減少
し、大きなシール効果を損うことなく、ボールとスリー
ブとの間の摩擦摺動が減少する。さらに、作動液体の粘
着性が変化する場合、中心ポートにより作動が調整され
る。温度が低くかつ粘着性が大きい場合、ボールは伝達
される液体により略従う。即ち、ボールの動きはスリー
ブの動きから独立している。温度が高くかつ作動液体の
粘着性が小さい場合、スリーブによりシール効果が有効
的である。

当接面に形成されて環状凹部は中心ポートに１本の圧力
媒体管路を介して連通している。この圧力の縮少によ
り、ボールとスリーブとの間の大きな当接面が確保され
ている。さらに、第２部材の軸の長さは、第１部材の軸
の長さより大きいので、高い表面、ボールピストンとロ
ータとの間の囲まれたギャップ、及び適切な摺動性が確
保されている。

この発明の実施例に従えば、第１部材はボールの周面ま
で延びている。第１部材の外周面及び第２部材の内周面
には突起部が設けられ、これら突起部により第１部材及
び第２部材の軸位置は互いに移動可能である。

第１部材は比重の大きい金属で形成されている。さら
に、第１部材は鋼鉄で形成され、第２部材はポリテトラ
フルオロエチレンで形成されている。駆動トルク（カム
カーブでの摩擦）がブレーキトルク（シリンダボアの壁
とスリーブの当接面での摩擦）より大きい場合、カムリ
ングに沿ったボールの回転は容易かつ確実に実行され
る。同時に、第２部材とシリンダボアとの間の摩擦状態
は適切な状態に維持されている。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

ボールピストンポンプは、前端部が閉じられたポット状
のハウジング18を有し、このハウジング18はハウジング
18の周面に設けられた吸入連結部16と圧力連結部17とを
備えている。

ハウジング18の内部にはロータ１及びステータ４を備え
た装置が配置され、かつポンプの作動時の騒音を小さす
るために、この装置はハウジング18に対してＯリング状
の弾性的なシール支持体５を介して支持されている。シ
ール支持体５は別として、ロータ１及びステータ４を備
えた装置は、挿入部材15により、ハウジング18に対して
回転不可能な状態で保持され、挿入部材15はハウジング
18とステータ４との間に位置し、かつ挿入部材の一部が
圧力連結部17に挿入されている。挿入部15とステータ４
との間には、シール効果のある他の弾性的なシール支持
体が介装されているので、その間では金属的な接触が生
じない。

ロータ１及びステータ４を備えた装置はそのステータ４
とステータ４の内側に配置されてシリンダボディとなる
ロータ１が中心制御ジャーナル８の一端部（第１図の右
側）に回転可能に装着される。この中心制御ジャーナル
８はステータ４の内部ボア内に回転しない状態で配置さ
れ、かつロータ１からの供給管路12とステータ４への排
出管路13とを備えている。

ロータ１の前壁は電動モータ19の連結シャフト22の一端
部に、軸及びねじれ形状の弾性スプリングカップリング
２を介して連結され、この連結シャフト22はロータ１の
延長部分に対して同軸的に配置されている。

ロータ１の内部には、その半径方向に貫通したシリンダ
ボア30が形成されている。このシリンダボア30にはスリ
ーブ３及びボール９を備えたボールピストン11が配置さ
れ、スリーブ３及びボール９は対向し、かつ半径方向に
移動可能な状態で配設されている。このボールピストン
11の半径方向外側のボール９は偏心的に配置されたカム
リング10のカムカーブに沿って回転し、このカムリング
10のステータ４に対して軸方向に移動可能に配置されて
いる。

第２図に示すようにロータ１、カムリング10及びステー
タ４の間には、液体が満たされるポンプ作動の前段部で
ある作動チャンバ21が形成され、この作動チャンバ21は
ロータ１の周面から突出したボールピストン11により分
割されている。

このボールピストンポンプが作動している場合、ロータ
１が回転している状態で、液体は吸入連結部16からポン
プの前段部の吸入側７を介してポンプに吸入され、その
ポンプの前段で、作動チャンバ21（第２図参照）内でロ
ータ１の周面により予備的に加圧される。そして、この
液体はポンプの前段部の圧力側６に位置するステータ４
の長孔23に伝達される。液体はボールピストン11の半径
方向内側に位置する吸入チャンバ25にチャンバ24及び供
給管路12を介して伝達され、ロータ１がさらに半回転し
た後、圧力チャンバ26、中心制御ジャーナル８内の排出
管路13及びポンプの圧力連結部17を介して排出される。

この場合、ボールピストン11は遠心力及び作動力により
カムリング10に向かう外側に押圧される。この構成体が
作動している間において、圧力側６の前段部及び圧力側
６に連結された環状チャンバ6a内で生じている圧力によ
りロータ１はスプリングカップリング２に抗して軸方向
に押圧され、かつロータ及びステータを備えた装置はハ
ウジング18に対して軸を中心に無接触の状態で保持され
ている。

ロータ１のシリンダボア30に配設されたボールピストン
11は、第３図乃至第６図に拡大して示されている。ボー
ルピストン11は外側に配置されたボール９と内側に同軸
的に設けられたスリーブ３とを有し、このスリーブ３
は、中心ポート14を備えている。即ち、スリーブ３の半
径方向の外端部にはボール９が配置されている。

スリーブ３の内周端部は作動チャンバの一部を区画し、
かつ、ロータ１のシリンダボア30に対して、所定の弾性
力のあるシーリングリップ20として形成されている。シ
リンダボア30の径D1はスリーブ３の外径D3より僅かに大
きく、スリーブ３の外周面とシーリングリップ20の領域
の外側に位置するロータ１とに囲まれたギャップが形成
されている。ボール９の径D2はスリーブ３の外径D3に略
一致している。

ボールピストンポンプが作動している間、作動チャンバ
21は作動液体により加圧される。圧力が小さい場合又は
粘着力が大きい場合（温度が低い時）、径がD2のボール
９と径がD1のシリンダボア30との間のシール効果は十分
である。圧力が大きい場合には、シーリングリップ20は
周面方向に延ばされて、スリーブ３とシリンダボア30と
の間のシール効果が大きくなる。

スリーブ３に使用される材料の熱膨張率は、スリーブ３
を囲むロータ１より大きい。この効果によりポンプの容
積は増加される。

第３図に示すスリーブ３は、第１部材32と第２部材31と
を有し、これら第１部材32と第２部材31とは中空シリン
ダの形状である。シリンダボア30に沿って摺動する第２
部材31のボール９の方向の一端部には球面の一部に対応
した当接面33が設けられ、この球面の径はボール９の径
と一致している。第２部材31のボア36の他端部には傾斜
面が設けられ、この傾斜面と外表面とによりシーリング
リップ20が形成される。ボア36には環状カラー形状の突
起部37が軸方向に間隔を置いて配置され、この突起部37
はボール９の方向にある第１部材32の周面に形成される
環状凹部38と当接して係着する。また、突起部37の当接
面33方向の一端部間の径は、ボア36の径と等しく、他端
部間の径は一端部の径より小さく、突起部37は第１部材
32の外表面に等間隔に配置された環状凹部38と係合す
る。なお、この突起部37と凹部38との関係は第３図から
明らなかように逆に見ることもできる。

第１部材32のシーリングリップ20方向の端部はテーパ化
されているので、第１部材32が組立てられる場合、第２
部材31の径を拡大して、その第１部材32を当接面33側か
ら、第２部材31に挿入することができる。第３図に示さ
れた状態において、第２部材31の環状カラー形状の突起
部37は第１部材32の環状凹部38に係合している。第１部
材32のボール９方向の端部には凹部が設けられているの
で、ボール９の周面まで延びる環状端部が形成され、こ
の環状端部の内側には傾斜面が形成されている。第１部
材32及び第２部材31内のボアにより中心ポート14が形成
され、作動液体がボール９の周面まで案内される。

第４図に示される、この発明の第１の変形例のスリーブ
３は、シーリングリップ20の周辺の領域を除いて、第３
図に示されるスリーブ３と一致している。このシーリン
グリップ20の周辺の領域内において、第２部材31のポー
トは順に第１部材32のボアの径まで縮少されている。こ
の縮少は当接面33から開始され、拡径部分及び傾斜部分
40を介して縮径部分に達している。第２部材31の傾斜部
分40に対して、第１部材32の環状端部41が当接し、かつ
この環状端部41は第１部材32の端面にテーパにより形成
される。作動液体はボール９の周面に第１部材32及び第
２部材31のボアを介して案内される。

第５図に示されるスリーブ３を変形した第２の変形例に
おいて、第１部材32はポット型に形成されている。底面
50は外側に突出した楕円形状であり、かつ楕円状の開口
部51を備えている。第１部材32はこの第１部材32に対応
した第２部材31の段付ボアに挿入されている。第２部材
31のボアのシーリングリップ20側の端部の径は、第１部
材32の底面の開口部51の径と一致している。底面50から
離れた第１部材32の端部には環状端面に沿って形成され
た凹部を備え、この凹部により作動液体用の管路52が形
成されている。管路52はボール９の周面と第２部材31の
一端面との間に形成された管路53に連通し、この管路53
な当接面33のシール領域35の内径D4の位置で終結してい
る。シーリングリップ20がシリンダボア30の壁に当接
し、ボール９がスリーブ３に当接した時、表面への圧力
によりスリーブ３はボール９に抗して押圧され、この圧
力の値は、Ｆ＝（D1²−D4²）π/4で表される。

第６図にはこの発明に係る第３の変形例が示されてい
る。当接面33には環状凹部64が形成され、この環状凹部
64は、ボール９の周面と第２部材31の端面との間に形成
された圧力媒体管路63を介して、第１部材32の端面内の
圧力媒体管路62及びスリーブ３の中心ポート14に連通し
ている。

［発明の効果］この発明によれば、シリンダボア内で移動案内される第
２部材が、ボールに当接する部材となり、この第２部材
内に補強用第１部材を嵌挿したため、強度のあるスリー
ブの構成が容易に得られるとともに、それらの構造が簡
単になり、また、さらに嵌合し合う各部材の面に形成し
た突起部と凹部で両部材を確実に連結できる。したがっ
て、各部材の機能を高め、シリンダボアの内壁によって
移動が案内されるスリーブの性能を向上し、また、安定
した確実な作動を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す部分的な断面図、第
２図は第１図に示されるボールピストンの断面図、第３
図は第１図に示されるボールピストンの拡大図、第４図
は第１図に示されるボールピストンを変形した第１の変
形例の主要図、第５図は第１図に示されるボールピスト
ンを変形した第２の変形例の主要図、第６図は第１図に
示されるボールピストンを変形した第３の変形例の主要
図である。１……シリンダボディ（ロータ）、３……スリーブ、８
……中心制御ジャーナル、９……ボール。11……ボール
ピストン、12……供給管路、13……排出管路、31……第
１部材、32……第２部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ベルント・ライマンドイツ連邦共和国，6230 フランクフルト／マイン 80，ミヒアエルシユトラーセ 47 (56)参考文献特開昭57−200677（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−161302（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許公開3121531（ＤＥ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給管路及び排出管路を備えた中心制御ジ
ャーナルを中心にして回転可能なシリンダボディのシリ
ンダボア内で移動可能に案内される少なくとも１つのボ
ールピストンを設け、このボールピストンはカムカーブ
に沿って転動可能なボールとスリーブとを備えたラジア
ルピストンポンプにおいて、前記スリーブは、補強用の第１の部材と、これの外周に
嵌挿して連結され前記ボールと転動可能に当接する摩擦
係数の小さい材料から作られた第２部材とを有し、前記
第２部材は前記シリンダボアの内壁に対して移動可能で
案内され、さらに前記第１部材の外周面及び第２部材の
内周面には互いに係着する関係で突起部と凹部が設けら
れ、これら突起部と凹部により第１部材及び第２部材の
軸方向の位置を決めすることを特徴とするラジアルピス
トンポンプ。
【請求項２】前記第１部材及び又は第２部材を形成する
材料の熱膨張係数は、前記スリーブを囲むシリンダボデ
ィの熱膨張係数より大きいことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項３】第２部材の半径方向内側の端部には前記シ
リンダボアの内壁に対して摺動するシーリングリップが
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項４】前記ボールと当接する第２部材の当接面の
形状は、前記ボールの球面の一部分と一致していること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のラジアルピス
トンポンプ。
【請求項５】前記スリーブには中心ポートが配置され、
この中心ポートから少なくとも１つの圧力媒体管路は当
接面の半径方向外側の領域に導かれ、この領域はシール
として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第４項のいずれか１項に記載のラジアルピス
トンポンプ。
【請求項６】前記当接面に環状溝が形成され、この環状
溝は中心ポートに１本の圧力媒体管路を介して連通して
いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のラジ
アルピストンポンプ。
【請求項７】前記第２部材の軸の長さは、第１部材の軸
の長さより長いことを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第６項のいずれか１項に記載のラジアルピストンポ
ンプ。
【請求項８】前記第１部材は前記ボールの周囲まで延び
ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のラ
ジアルピストンポンプ。
【請求項９】前記第１部材は比重の大きい金属で形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
８項のいずれか１項に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項１０】前記第１部材は鋼鉄で形成され、前記第
２部材はポリテトラフルオロエチレンで形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のラジアル
ピストンポンプ。