Reversible volume fitment

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体作動可逆式容積装置、詳しくは、タイヤ取付け／取り外し装置の自動調心アセンブリを駆動するため等に使用される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体作動式容積装置は、一般に、そのそれぞれが、特定の利用法に依存する特定の構造上及び作動上の特徴を有する３つのカテゴリー、すなわち、回転羽式装置と、（軸方向及び径方向）ピストン式装置と、ネジ又は特殊ギア式装置とに分類される。
【０００３】
これらの流体作動式容積装置の内、製造が最も単純で運転コストが最も安価なものは、疑いなく、外歯ギア式装置である。 これは、図１を参照すると、受入ハウジングＣ内に、相互に噛合し、かつ、回転可能な状態で配設された一対のギア部材Ｉ _１ ，Ｉ _２を有し、前記受入ハウジングＣ内には、その一方に吸引口Ｅが設けられ、他方に吐出口Ｕが設けられている。 そして、吐出口（排出口）Ｕは、両ギア部材Ｉ _１ ，Ｉ _２の互いに平行な回転軸心に対して、吸引口Ｅの反対側に配置されている。 両ギア部材Ｉ _１ ，Ｉ _２を回転させることによって、吸引口Ｅに吸引圧が発生する。 もしも、この吸引口Ｅが、図１には図示されていない作動流体（水、オイル、空気、等）源に連通していれば、その作動流体は受入ハウジングＣ内に吸引され、吐出口（排出口）Ｕを介して圧力吐出される。 他方、加圧作動流体が吸引口Ｅに供給される場合には、この容積装置は、前記ギア部材Ｉ対の回転軸心の一方によって形成される出力軸を備えたモータとなる。
【０００４】
ギア歯Ｄ間の空間Ｖをギアの歯数で乗算して得られる体積が、この容積装置の、前述したように、ポンプ又はモータとして使用可能な排出量となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなギア式装置には、排出量が比較的小さい、作動流体流速における脈動が過剰に大きい、騒音が大きい、又、非常に狭い範囲において運転速度が高い、といった欠点がある。 作動流体の脈動又は容積変動とノイズは、一般的に、ギア歯の数が非常に少ないことによるものである。 更に、その使用中において、作動流体は吸引口（流体入口）と吐出口（流体出口）とにおいて異なる圧力を受けるため、ギア部材対は常に径方向のスラストを受ける。 このような径方向のスラストが原因となって、ギアがひどく磨耗し、排出量が低くなる。
【０００６】
加えて、各ギア部材の各流体輸送空間Ｖは、他方のギア部材の歯Ｄに再度噛み合うためには３６０°回転しなければならない。 このことは、それが、その円形軌道の大半において非作動状態にある、つまり、図１の各ギア部材Ｉ _１ ，Ｉ _２の隣の推力又は出力の図によって示されているように、それが作動流体の排出に寄与しないということを意味する。
【０００７】
本発明の主たる課題は、この種の装置において典型的な単純な構造を有するものでありながら、負荷トルクの関数としてその速度を変化させることを可能にする可逆式容積装置（可逆式容積ギア装置）を提供することによって、従来技術の上述した欠点を解決することにある。
【０００８】
本発明のもう１つの課題は、高排出量で、しかも、ギア部材の磨耗が非常に少ない可逆式容積装置（可逆式容積ギア装置）を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に別の課題は、モータとして使用されるように構成された、本発明による容積装置を備えるタイヤ取り外し装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これら及びその他の課題は、後述するように、本発明の以下の特徴を有する可逆式容積装置（流体作動可逆式装置）によって達成される。 すなわち、この可逆式容積装置は、
受入ハウジングと、各ギア部材がそれに同等の２つの隣接するギア部材に噛合状態で、前記受入ハウジング内において回転可能に取付けられた少なくとも二対のギア部材とを有し、
前記ギア部材（Ｉ）に対する外周シーケンスにおいて複数の吸引口（Ｅ）はそれと同数の吐出口（Ｕ）と交互に前記受入ハウジング（Ｃ）内に形成され、前記ギア部材（Ｉ）に対する内周シーケンスにおいて複数の吐出口（Ｕ）はそれと同数の吸引口（Ｅ）と交互に前記受入ハウジング（Ｃ）内に形成され、
更に、前記内周及び外周シーケンスのそれぞれが、前記ギア部材の数に等しい数の前記吸引口及び吐出口を有している、ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のその他の態様及び利点は、添付図面を参照して本発明の現時点に於ける好適ないくつかの実施例に関する以下の詳細説明から明らかになるであろう。
尚、これら図面において、類似部材は同じ参照番号で示されている。
【００１２】
先ず図２から図８を参照すると、これらの図には、本発明に係る流体作動可逆式容積装置の３つの実施例が概略図示されている。 前記容積装置は、受入ハウジングＣと、それぞれ、この受入ハウジングＣ内に回転可能に配設された、二対、三対、又は六対のギア部材Ｉとを有する。 各ギア部材Ｉはそれと同等な２つの隣接するギア部材と噛合している。 １つのギア部材ともう１つのギア部材との間には、ポンプ（流体源）ＰＡ（図８）からの作動流体のための吸引口Ｅと更に吐出口Ｕとが設けられている。 但し、吐出口Ｕは、その各ギア部材対の軸心に対して、吸引口Ｅの反対側に設けられている。 これら吸引口Ｅと吐出口Ｕとは、これら図面に図示されているように、前記ギア部材の外側の周部シーケンスとギア部材の内側の周部シーケンスとに沿って交互に配置されている。 これら各外周及び内周シーケンスは、ギア部材Ｉの数に等しい数の多数の吸引口及び吐出口によって形成されている。
【００１３】
構造的には、前記吸引口（吸入口）Ｅは、入口ＢＥを介して前記ポンプ（流体源）ＰＡと流体連通しているマニホルドダクトＴＥ（図７）によって相互接続されているため、互いに連通している。 これに対して、前記吐出口Ｕは、たとえば、電気モータによって駆動される油圧装置用の標準的回路等によって、出口ＢＵを介して、排出容器（作動流体回収容器）Ｓｅ（図８）へと延出している収集ダクト（回収ダクト）ＴＵを介して、互いに連通している。
【００１４】
図５及び図６は、モータＭとして作動するように構成された、本発明に係る容積装置のいくつかの構造的詳細部分を図示している。 各ギア部材Ｉは、前記リング状の受入ハウジングＣ内で回転可能に取付けられている各回転軸ＲＳに固定されている。 前記複数のギア部材Ｉのこれら回転軸ＲＳは、周方向に沿って、互いに均等な回転角度間隔で配置され、かつ、前記受入ハウジングＣと同軸に配置された一対のベアリングＫ上に回転可能に取付けられた出力軸（受動軸）ＤＳに対して平行に延出している。
【００１５】
各ギア部材対の各ギア部材Ｉの前記回転軸ＲＳはまた、この回転軸ＲＳに固定され、好ましくは受入ハウジングＣの外側に位置し、かつ、受動軸ＤＳに固定されたギア部材Ｇと噛合する各ピニオンギアＰも支持しており、これによって、これらピニオンギアＰが回転すると、前記受動軸ＤＳ（モータ出力軸とも称される）が駆動される。
【００１６】
図４によりよく図示されているように、本発明に係る容積装置によると、前記吸引口Ｅ及び吐出口Ｕの前記内周シーケンスにおいては、各ギア部材Ｉの周囲の推力又は出力の図Ａ _１及びＢ _１に示されているように、各ギア部材Ｉ対において付加的なパワーが得られ、また、前記吸引口Ｅ及び吐出口Ｕの前記外周シーケンスにおいては、推力または出力の図Ａ及びＢに示されているように、そのような付加的なパワーが、従来技術による一対のギア部材を備えた装置の出力に対して追加される。
【００１７】
上述したようなモータＭは、特に、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧ（図９）の油圧式自動調心装置ＧＡを駆動するのに適している。
【００１８】
前記タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧの油圧式自動調心装置ＧＡには、動作が遅く、所定の固定速度において、せいぜい二種類の速度でしか作動することができないという欠点があり、これらの欠点は共に当業者には周知である。 更に、国によっては、取付け／取り外し装置に装着できる動力装置に対して法律上の規制が存在し、これによって、単相モータは使用できず、従って、コストの高い他の解決手段に訴えなければならない場合がある。
【００１９】
本発明の別の態様に拠れば、電気モータＭＥと、排出容器（作動流体容器）Ｓｅ（図８）から流体を引き出し、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧの自動調心装置ＧＡを駆動するように構成されたポンプＰＡとを有する油圧装置ＣＩとを利用した、上述したもののような油圧モータＭが提供される。
【００２０】
好ましくは、前記電気モータ駆動式油圧装置には、電気モータＭＥを始動するとともに、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧに通常備えられるバルブ群を駆動する空気作動式制御装置が設けられる。
【００２１】
本発明による油圧モータＭの一実施例において、互いに噛合し、かつ、それらのギアの回転軸心が、図５及び図６に図示されているように、環状又はリング状の受入ハウジングＣの中間線を表す１２１．７ｍｍの直径を有する円周に沿って互いに均等な角度間隔で配置された６対のギア部材Ｉが使用される。 各ギア部材Ｉは、歯数Ｚ＝１１、圧力角α＝２８°３０'と、ピッチ径３１．５ｍｍと、ギア幅Ｂ＝２５ｍｍとを有する。 これにより、各ギアにつき、８．３ｃｃのピストン排出量が提供され、８．３×２４＝１９９．２ｃｃの総ピストン排出量が得られる。
【００２２】
運動は、Ｚ＝１３、ｍ＝２、α＝２０°、Ｂ＝２０ｍｍの６つのピニオンギアＰと、Ｚ＝４８、ｍ＝２、α＝２０°、Ｂ＝２０ｍｍと、９５．７ｍｍのピッチ径を有するギア部材Ｇ（ギアホイールＧ）とによって伝達され、これにより、中心間距離は、前記ギア部材Ｉ対の回転軸心がそれに沿って配設されている前記円周の直径に等しい１２１．７ｍｍとなる。
【００２３】
これによる前記ギア部材（油圧ギア）Ｉの出力軸（駆動軸）ＤＳに対する駆動比は１／３．６９である。
【００２４】
１４００Ｎｍの最大モータトルクを得るとするならば、ギア部材Ｉは、１４００／３．６９＝３７９Ｎｍのトルクを提供しなければならず、これを２４（ギア部材Ｉの数）で割ると、１５．８Ｎｍとなる。 更に、ギア部材Ｉのピッチ径が３１．３５ｍｍでスラスト面積が１．５４ｃｍ ^２であるとすると、作動流体の圧力は６５ｂａｒでなければならない。
【００２５】
従って、６５ｂａｒで約３．７リットル／分の流体流量を有するポンプによって前記モータにその吸入口ＢＥから流体供給し、かつ、容積排出量が１００に等しいとするならば、その最大トルク時において駆動軸ＤＳの約５ｒｐｍの回転速度が得られる。
【００２６】
両側から供給される６対のギア部材Ｉを備えた容積モータの場合、以下のピストン排出量と回転速度が得られた。
６対 １９９ｃｃ １速 ５ｒｐｍ
５対 １６６ｃｃ ２速 ６ｒｐｍ
４対 １３２．８ｃｃ ３速 ７．５ｒｐｍ
３対 ９９．６ｃｃ ４速 １０ｒｐｍ
２対 ６６．４ｃｃ ５速 １５ｒｐｍ
１対 ３３．２ｃｃ ６速 ３０ｒｐｍ
【００２７】
容積排出量が約８０％であるとすると、同じ速度に達するためには前記モータ供給ポンプのパワーをそれに応じて増加させる必要がある。 ４リットルのポンプの場合、電気モータは約０．５ｋＷのパワーを持つものでなければならない。
【００２８】
前記６対のギア部材Ｉは、適当な圧力ゲージＳｐ（圧力センサＳｐ）によって検出される前記モータＭの下流側の圧力（すなわち、モータＭにかかる応力に相関する圧力）によって制御される吐出バルブＵＳによって順次供給される。 圧力ゲージＳｐはポンプＰＡの吐出口Ｕｓに配設されており、たとえば、電子カードから成るプログラム制御装置ＣＵへ入力信号を発生する。 従って、前記制御圧が増大するにつれて、吐出バルブＵＳは、より多くの数のギア部材Ｉ対に対して供給することになる。 従って、前記モータは、そのアイドリング時において、その最高速度で回転し、その単位時間当たりの回転数は、それにかかる作動力又は応力の関数として減少することになる（図１０および図１１）。
【００２９】
この目的のために、図１１に図示されているように、前記６つの外側の吸入口Ｅ _１ ，Ｅ _３ ，Ｅ _５ ，Ｅ _７ ，Ｅ _９ ，Ｅ _１１は、一方においては、それぞれ、１つの内側の吸引口Ｅ _２ ，Ｅ _４ ，Ｅ _６ ，Ｅ _８ ，Ｅ _１０ ，Ｅ _１２に接続され、他方においては、吐出バルブＵＳからの各供給ダクトによって供給され、これに対して、すべての吐出口が、収集ダクト（回収容器）ＴＵと連通する１つの共通の収集ダクトＴＵに接続されている。
【００３０】
そのような順次供給は、一方の方向、たとえば、時計回り方向、の回転を起こさせるためにのみ必要とされ、これに対して反対方向の回転のためには、全てのギア部材Ｉ対に供給されることにより、最低速度でモータが回転するだけで十分である。
【００３１】
上述したものと同じ作用を提供する別のアプローチが図８に図示され、これは、電気モータ（電気可変速度モータ）ＭＥを使用して、全てのギア部材Ｉ対に常時供給されるように構成される。 これにより、ポンプＰＡは、たとえば、最小４リットルから最大１６リットルの範囲の可変流量ポンプになる。 この場合、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧに対するパワーを一定に維持しながら、作動圧は、最高６４ｂａｒから最低１６．５ｂａｒまでの範囲で変化する。
【００３２】
好ましくは、前記油圧装置（ＣＩ）は、前記モータ（Ｍ）にかかる応力を測定するために、前記モータ（Ｍ）の前記出力軸（ＤＳ）に取付けられたトルク測定装置（ＳＣ）を有する。
【００３３】
この最後の解決構成において、好ましくは、前記ポンプＰＡを駆動する前記電気モータＭの速度は、このモータＭの出力軸ＤＳにかかる応力又は力によって常時制御される。 これによって、インテリジェントなシステムが提供される。
【００３４】
本発明による油圧モータＭの上述した特徴構成は、以下の点において、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧ用として特に有利である。 すなわち、もしも、モータ速度が応力を受けて減少しないのであれば、タイヤ取付け／取り外し装置ＭＧの最高回転数（ｒｐｍ）での最大トルクによって、遥かに大きなパワーを提供することが必要となるが、これは、ただ単にタイヤ取付け工程において、ホイールリムにビードを挿入し、取付ける十分な時間が無いだけが理由であれば、タイヤ取付け／取り外し装置においては望ましいことではない。
【００３５】
以上説明した本発明は、特許請求の範囲に記載の範囲内で、様々な改変、改造が可能である。
【００３６】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る一対のギア部材を備える流体作動式容積装置を示す略平面図【図２】本発明に係る二対のギア部材を備える流体作動式容積装置を示す略平面図【図３】本発明に係る三対のギア部材を備える流体作動式容積装置を示す略平面図【図４】本発明に係る六対のギア部材を備える流体作動式容積装置を示す略平面図【図５】モータとして作動するように構成された、本発明に係る流体作動式容積装置を示す一部長手方向断面図【図６】リング状ハウジング内に取付けられた６対のギア部材を示す図５のモータの平面図【図７】作動流体のための吸引口と吐出口との間の接続路を備えた図６のモータのハウジングの略図【図８】作動流体源とモータとの間に配設された吐出バルブを備える図５のモータの回路図【図９】本発明に係るモータとして作動する内蔵された容積装置を備えるタイヤ取付け／取り外し装置の略側面図【図１０】本発明の別実施例に係る容積装置の略図【図１１】図１０の容積装置の吸引口間の接続部を示す略図【符号の説明】
Ｃ 受入ハウジングＩ ギア部材Ｅ 吸引口Ｕ 吐出口