[发明专利]防磨蚀的摆动叶片式泵致动器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种摆动叶片式泵致动器，其使用高压工作油作为功率转换手段以实现高功率摆动驱动，且更具体地，涉及一种改进的高压摆动叶片式泵致动器，其可提供有效的措施以解决设备中引起的问题，已证实通过使用可在25Mpa的高压中使用的摆动叶片式泵致动器，波力(wave-power)发电效率大幅增强。

背景技术

本发明的发明人在日本的室兰工业大学工作时便开始试图开发具有高能量效率的波力发电系统。具体地，该系统涉及对具有包括竖直运动和水平运动在内的两种复合运动机制的波力的利用。摆动板安装于入射波和反射波之间发生干涉的奇点处，具体地，安装于竖直运动变为零而水平动能翻倍的奇点处。从而，期望一种提供合理的波力发电方法，具体地，期望提供一种可以使利用液压系统的发电机有效地运作的钟摆波力发电方法。

在日本，没有多少工程师试图积极地理解和使用作为物理基本概念之一且在专利文献1中已公开的波的干涉。于是，很少有人意识到本发明的发明人的研究所达到的成就。关于这点，在开放的海上，使用高效波力发电方法的实用设备的能量效率大约为42％，这是世界上最高的。

由本发明的发明人制造的作为用于将钟摆板的摆动运动转换为发电机的旋转运动的液压泵装置的第一台实用设备是使用大型液压缸的系统。然而，当使用液压缸时，冲击波的力量施加于钟摆板并可引起缸安装部件或铰链销的疲劳故障。而且，在开放的海上的严峻条件中，润滑单元可能发生故障。因此，为避免上述问题，需要一种可以承受严峻的自然条件且没有非必要部件的简单功率转换机构。对此的解决方案是提供一种一体地设置于钟摆板摆动轴上、并将在严峻的自然条件中必须保持润滑性能的部件限于用于支撑钟摆板的摆动轴的一对轴承的摆动叶片式泵致动器。在使用轴承的情况中，容易保持润滑性能。与轴承制成一体的安装部件也很坚固。于是，可解决大多数问题。然而，由于商业化的摆动叶片泵的抗压性通常较低，因此有必要将抗压性增加两或三倍。本发明的发明人也试图解决所述问题并提出了专利文献2所详述的技术，所述技术即使在25Mpa的压力中，仍然可以使用。因此，本发明的发明人实现了紧凑且即使在严峻的海洋条件中仍具有优异的耐久性的液压高功率转换设备的开发。此外，基于所述成就，具有高压规格的大型摆动叶片式泵致动器用于使用浮体运动的波力发电方法中的可能性也在不断增大，这最近受到人们的关注。

通常，传统的液压系统具有可控制高功率但会消耗很多能量的简单阀门结构。最近，重视节能技术的技术革新的时代已经来临，因此液压系统变成了电动结构，且液压系统的市场已经有所缩减。这里，在新领域中实现的传统技术所没有实现的进步将成为应对市场萎缩的最好的方式之一。这点的典型例子是可用于大型机器人手臂的铰链单元中的摆动致动器。例如在高层工程中，这可用于建造使用自然能量的大型风车。在大型风车的建造工程中，由于电动机的输出通常不足，因此难以使用电动结构。

作为有望使用高压摆动叶片致动器的另一领域，该致动器可用作大型船舶的转向装置的摆动致动器。然而，市场上可得到的摆动叶片致动器为14Mpa以下的低压/小容量致动器，且无法满足造船或船运工业的要求，所述造船或船运工业追求安装致动器所需空间的最小化。

发明内容

因此，本发明是针对现有技术中出现的上述问题而作出的，且本发明的目的在于提供一种具有改良结构的摆动叶片式泵致动器，所述改良结构可避免主要元件的安装面的磨损，且更具体地，可避免用于限定摆动叶片式泵致动器的液压工作腔的缸和侧盖之间的连接面以及设置于缸上的固定叶片和侧盖之间接触面上的磨蚀(fretting corrosion)。

上述问题发生的原因被认为是缸的轴向强度和径向强度与盘状侧盖的轴向强度和径向强度成反向关系，从而缸和侧盖之间的连接处的扭转差异相对较大，所述扭转差异由施加于工作腔的工作油的高压引起。换言之，认为缸和侧盖之间的方向强度存在差异，即，缸的轴向强度高但径向强度低，而每个盘状侧盖的径向强度高但轴向强度低，且这是所述问题的根本原因。

[专利文献1]日本专利2001-271735号(申请号2000-128632)

[专利文献2]日本专利2002-168180号(申请号2000-403806)