JP2023055391A - 液圧モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 作動液として水を採用しながら、可動部の摩擦を低減することが可能な液圧モータを提供する。【解決手段】液圧モータは、作動液として水を採用し、シャフトと回転体とを備え、シャフトは第１の流路及び第２の流路を有する。回転体は、回転軸受を介してシャフトに回転可能に支持され、作動液の液圧によりシャフトに対して相対的に回転する。回転軸受は多孔質材料から構成され、回転体に固定され、第１の流路及び第２の流路の一方により回転軸受に作動液が供給され、他方により回転軸受から作動液が排出される。また、回転体は複数のシリンダと、シリンダに収容されたピストンを有し、偏心シャフトに回転可能に支持される。回転体は、非偏心シャフトに回転可能に支持されたケースに収容され、ピストンの底部は多孔質材料から構成された摺動軸受を有し、摺動軸受はケースの内壁に設けられたプレッシャープレートを押圧する。【選択図】図１

Description

本発明は、液圧モータ、特に作動液として水を使用する液圧モータに関する。

流体である作動液の液圧により駆動する液圧モータが知られている。一般的に液圧モータとしては、作動液として油を使用する「油圧モータ」が知られているが、作動液として水を使用する「水圧モータ」も知られている。
水圧モータは、例えば水道水のみでの駆動が可能であるため、油の使用が適当ではない環境下など、清浄度が必要な場所での使用に適している。

特開昭６１－１８５６８５号公報 特開２０１６－０６５５２２号公報

水圧モータでは、ピストン等の構成部品の摺動部や回転軸の支持部といった可動部に潤滑油が使用できない。水は油よりも、粘性、潤滑性が低いため、これらの可動部において摩擦が大きくなり、磨耗等により部品の交換周期が短くなる要因の１つになるといった問題がある。

上記課題を鑑み、本発明は、作動液として水を採用しながら、可動部の摩擦を低減することが可能な液圧モータの提供を課題とする。

本発明に係る液圧モータは、
シャフト（１）と回転体（７）とを備え、
前記シャフト（１）は第１の流路（１３）及び第２の流路（１４）を有し、
前記回転体（７）は、回転軸受（８）を介して前記シャフト（１）に回転可能に支持され、 作動液の液圧により前記シャフト（１）に対して相対的に回転し、
前記回転軸受（８）は多孔質材料から構成され、前記回転体（７）に固定され、
前記第１の流路（１３）及び前記第２の流路（１４）の一方により前記回転軸受（８）に作動液が供給され、前記第１の流路（１３）及び前記第２の流路（１４）の他方により前記回転軸受（８）から作動液が排出され、
前記作動液は水であることを特徴とする。

このような構成の液圧モータとすることで、回転体とシャフトとの摩擦を作動液である水により効果的に低減することが可能となる。

また、本発明に係る液圧モータは、
第１のケース（４）、第２のケース（５）及び第３のケース（６）を備え、
前記シャフト（１）は偏心シャフト（１Ｂ）と非偏心シャフト（１Ａ、１Ｃ）を有し、
前記第３のケース（６）は、前記第１のケース（４）及び前記第２のケース（５）と連結され、
前記第１のケース（４）及び前記第２のケース（５）は非偏心シャフト（１Ａ、１Ｃ）に回転可能に支持され、
前記第３のケース（６）は前記回転体（７）を収容し、
前記回転体（７）は前記シャフト（１）の前記偏心シャフト（１Ｂ）に前記回転軸受（８）を介して回転可能に支持され、
前記回転体（７）は、複数のシリンダ（９）を有し、
前記シリンダ（９）のそれぞれはピストン（１０）を収容し、
前記第３のケース（６）の内壁面には、前記ピストン（１０）の底部（１９）と対向するプレッシャープレート（２０）が設けられ、
前記ピストン（１０）の前記底部（１９）は、前記プレッシャープレート（２０）を押圧し、
前記ピストン（１０）は給排孔（１２）を有し、
前記回転軸受（８）は前記給排孔（１２）と連なる開口部（２３）を有し、
前記開口部（２３）及び前記給排孔（１２）を経由して、前記作動液が前記第１の流路（１３）及び前記第２の流路（１４）の一方から前記シリンダ（９）に流入し、前記シリンダ（９）から前記第１の流路（１３）及び前記第２の流路（１４）の他方へ排出されることを特徴とする。

このような構成の液圧モータとすることで、回転に伴う摩擦を低減し、性能のよいラジアル液圧モータを得ることができる。

また、本発明に係る液圧モータは、
前記偏心シャフト（１Ｂ）は、前記第１の流路（１３）と連通する第１のチャンバ（１５）及び前記第２の流路（１４）と連通する第２のチャンバ（１６）を有し、
前記回転軸受（８）の内壁面は前記第１のチャンバ（１５）及び前記第２のチャンバ（１６）に対向し、
前記第１のチャンバ（１５）及び前記第２のチャンバ（１６）の一方から前記回転軸受（８）へ前記作動液が供給され、前記回転軸受（８）から前記第１のチャンバ（１５）及び前記第２のチャンバ（１６）の他方へ前記作動液が排出されることを特徴とする。

また、本発明に係る液圧モータは、
前記回転軸受（８）の内壁面において前記第１のチャンバ（１５）及び前記第２のチャンバ（１６）に対向する領域は、前記開口部（２３）を包含可能な形状を有することを特徴とする。

このような構成の液圧モータとすることで、回転軸受への作動液の供給が容易となる。

また、本発明に係る液圧モータは、
前記ピストン（１０）は前記底部（１９）に摺動軸受（２１）を有し、
前記摺動軸受（２１）は前記プレッシャープレート（２０）を押圧し、
前記摺動軸受（２１）は多孔質材料から構成され、
前記摺動軸受（２１）には、前記底部（１９）に設けられた底部流出孔（２２）を介して前記作動液が供給されることを特徴とする。

このような構成の液圧モータとすることで、ピストンの摺動にともなう摩擦を軽減することができる。

本発明によれば、作動液として水を採用しながら、可動部の摩擦を低減することが可能な液圧モータを提供することができる。

図１（Ａ）は液圧モータ１００の断面を示す模式図であり、図１（Ｂ）は偏心部の断面を示す模式図である。 図２（Ａ）は、ピストン１０の底部１９近傍の断面図であり、図２Ｂ）はピストン１０の断面図、図２（Ｃ）はピストン１０の底部１９の平面図である。 図３（Ａ）は偏心シャフト１Ｂ近傍の断面であり、図３（Ｂ）はシリンダバレル７の側面図、図３（Ｃ）は、偏心シャフト１Ｂ側から見たリング軸受８の内壁面の一部を示す斜視図である。 図４はシャフト１の側面図である。 図５は、作動液の方向を変更するための弁板の例を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」、「対向」、「多角形」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

以下、本発明にかかる液圧モータ１００について説明する。
図１は本発明にかかる液圧モータ１００の内部の主な構成を示す説明図である。図１（Ａ）は液圧モータ１００の断面を示す模式図であり、図１（Ｂ）は偏心部の断面を示す模式図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＺ－Ｚ線断面であり、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＷ－Ｗ線断面である。図１はラジアル液圧モータの例を示す。
液圧モータ１００は、作動液として水を用い、液圧（水圧）を利用して回転力を発生させる。
なお、作動液として水を前提としているが、必要に応じて潤滑剤、殺菌剤、凝固点や沸点を調整する薬品などの添加物を含有してもよい。

液圧モータ１００は、回転軸芯を構成するシャフト１を備えている。シャフト１は、非偏心領域Ａ（第１の非偏心領域）、偏心領域Ｂ、非偏心領域Ｃ（第２の非偏心領域）に区分され、それぞれに対応して、非偏心シャフト１Ａ（第１の非偏心シャフト１Ａ）、偏心シャフト１Ｂ及び非偏心シャフト１Ｃ（第２の非偏心シャフト１Ｃ）を備えている。偏心シャフト１Ｂは、非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃとの間に固定され、偏心シャフト１Ｂは非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃに対して偏心している。
非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃの中心軸αは同一軸であり、偏心シャフト１Ｂの中心軸βは、中心軸αと一致せず、中心軸βと中心軸αは所定の偏心量ｅだけ偏心している。

シャフト１の外周にはリアケース４（第１のケース）及びフロントケース５（第２のケース）が設けられている。リアケース４は、第１の軸受２を介して非偏心シャフト１Ａにより回転自在に支持されている。フロントケース５は、第２の軸受３を介して非偏心シャフト１Ｃにより回転自在に支持されている。

リアケース４及びフロントケース５の間にはメインボディ６（第３のケース）が設けられている。メインボディ６は、偏心領域Ｂ内において、偏心シャフト１Ｂの外周に位置し、シリンダバレル７を収容する。
リアケース４、フロントケース５及びメインボディ６は、ボルト等の連結具により連結固定されており、メインボディ６は、リアケース４及びフロントケース５とともにシャフト１、特に非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃの中心軸αの回りに回転可能である。

リアケース４側及びフロントケース５側には、液密のためシール部材４１及びシール部材５１が設けられている。

メインボディ６内には、偏心シャフト１Ｂの外周に円筒状の滑り軸受である回転軸受であるリング軸受８を介してシリンダバレル７（回転体）が設けられている。シリンダバレル７は、偏心シャフト１Ｂに回転可能に支持されている。リング軸受８はシリンダバレル７に固定され、シリンダバレル７とともに回転可能である。
なお、後述するようにリング軸受８は多孔質材料から構成される。

シリンダバレル７は、シリンダバレル７の外方に向かって開口する複数のシリンダ９を備えている。複数のシリンダ９は放射状に、互いに等角度間隔に配置されている。
各シリンダ９は、有底円筒型のピストン１０を収容する。ピストン１０は、シリンダ９内に摺動自在かつ液密に配設され、スプリング１１により外向き（メインボディ６側）に付勢されている。ピストン１０は、円筒の一方のみが開放された形状であり、開放された端面が偏心シャフト１Ｂに対向するように配置されている。シリンダ９内に設置されたピストン１０の往復運動により、シリンダ９内に収容される作動液の体積が増減する。

図１に示す例においては、奇数個、具体的には５個のシリンダ９及び５個のピストン１０が設けられている。シリンダバレル７は、好適には、その外周が略多角形の多角柱形状を有し、さらに複数のシリンダ９を備えているため、略多角柱の外壁面に凹部が設けられた形状となる。
メインボディ６の内周面は、シリンダバレル７の多角形の外周面と相似形状の面を有し、ピストン１０の底部１９が接触することができる。
ただし、シリンダバレル７及びメインボディ６の形状は上記に限定するものではない。

シャフト１、リアケース４、フロントケース５、メインボディ６、シリンダバレル７及びピストン１０は、不透液性で耐蝕性の高い金属、例えばステンレスや、樹脂、プラスチック、ガラス等の材料により構成され、これらの任意の組み合わせで構成されてもよい。

各シリンダ９は、給排孔１２を有し、リング軸受８はシリンダ９の給排孔１２と重なる位置に開口部２３（連通口）を有する。給排孔１２及び開口部２３を経由して、作動液のシリンダ９内への吸入及び作動液のシリンダ９からの排出を可能とする。

シャフト１は、作動液を流動させるための吸入流路１３（第１の流路）及び吐出流路１４（第２の流路）を有する。図１に示す例においては、吸入流路１３及び吐出流路１４は、非偏心シャフト１Ａから偏心シャフト１Ｂまで延在する。吸入流路１３及び吐出流路１４内には、外部から供給される作動液を流すことができる。吸入流路１３を経由して作動液が液圧モータ１００のシリンダ９に流入し（供給され）、作動液は吐出流路１４を経由して液圧モータ１００のシリンダ９から流出する（回収される）ことができる。
なお、吐出流路１４から排出された作動液は、その後液圧モータ１００外に排出してもよいが、循環させて吸入流路１３から液圧モータ１００に流入させてもよい。
また、吸入流路１３を非偏心シャフト１Ａから偏心シャフト１Ｂまで延在し、吐出流路１４を偏心シャフト１Ｂから非偏心シャフト１Ｃに延在する構成であってもよい。

偏心シャフト１Ｂの内部には、吸入流路１３と連通する吸入チャンバ１５（第１のチャンバ）及び吐出流路１４と連通する吐出チャンバ１６（第２のチャンバ）をそれぞれ有する。吸入チャンバ１５及び吐出チャンバ１６は偏心シャフト１Ｂに空隙として構成されている。
吸入流路１３は、吸入チャンバ１５との境界に吸入ポート１３０（第１のポート）を有し、吐出流路１４は、吐出チャンバ１６との境界部に吐出ポート１４０（第２のポート）を備えている。吸入ポート１３０は吸入用の開口部、吐出ポート１４０は吐出用の開口部として構成されている。（図１及び図４参照）。

各シリンダ９の給排孔１２及びリング軸受８の開口部２３は、シリンダバレル７の回転により、吸入チャンバ１５又は吐出チャンバ１６に連通することが可能である。シリンダバレル７の回転角に依存して、吸入チャンバ１５又は吐出チャンバ１６に連通するシリンダ９が順次変わる。
また、シリンダバレル７の回転角に依らず、図１に示すように、少なくとも１つのシリンダ９の給排孔１２及びリング軸受８の開口部２３は吸入チャンバ１５に連通し、少なくとも他の１つのシリンダ９の給排孔１２及びリング軸受８の開口部２３は吐出チャンバ１６に連通する。

シリンダバレル７に放射状に配置された複数のシリンダの内、給排孔１２及び開口部２３が吸入チャンバ１５に連通している吸入側のシリンダ９（吸入側シリンダ９ａ）には、吸入流路１３を介して作動液が流入する。作動液の圧力により吸入側シリンダ９ａ内の吸入側のピストン１０（吸入側ピストン１０ａ）が、外周方向に移動し、吸入側シリンダ９ａの作動液の体積が増加する。その結果、吸入側ピストン１０ａは、メインボディ６を偏心シャフト１Ｂの外周方向に押圧し、吸入側シリンダ９ａとメインボディ６との距離が長くなる。

一方、給排孔１２及び開口部２３が吐出チャンバ１６に連通するシリンダである吐出側のシリンダ９（吐出側シリンダ９ｂ）は、吸入側シリンダ９と対向する側に位置する。吸入側シリンダ９ａとメインボディ６との距離が長くなると、吐出側シリンダ９ｂとメインボディ６との距離が短くなる。その結果、吐出側シリンダ９ｂ内のピストン１０（吐出側ピストン１０ｂ）が偏心シャフト１Ｂへと押圧され、吐出側シリンダ９ｂが収容する作動液の体積が減少する。吐出側シリンダ９ｂ内部の作動液は吐出チャンバ１６に吐出（排出）される。吐出チャンバ１６に吐出された作動液は、吐出流路１４へ流出する。

メインボディ６は、非偏心シャフト１Ａに回転可能に支持され、シリンダバレル７は偏心シャフト１Ｂに回転可能に支持されている。そのため、シリンダバレル７の往復運動は、偏心シャフト１Ｂに対して、非偏心シャフト１Ａの中心軸αを回転軸とする回転力を与える。シリンダバレル７は、偏心シャフト１Ｂに対して相対的に回転する。
非偏心シャフト１Ａが固定されている場合にはメインボディ６が回転し、メインボディ６が固定されている場合には非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃが回転する。
液圧モータ１００は、メインボディ６又は非偏心シャフト１Ａ及び非偏心シャフト１Ｃの回転運動を出力することができる。

メインボディ６が固定されている場合は、作動液の供給側において作動液を流す方向を交互に入れ替えることにより、連続的に非偏心シャフト１Ａ、１Ｃが回転することができる。この場合、２つの第１の流路１３及び第２の流路１４の機能が、交互に入れ替わり、吸入機能又は吐出機能となる。すなわち、第１の流路１３及び第２の流路１４の一方から作動液がシリンダ９内へ流入し、シリンダ９から第１の流路１３及び第２の流路１４の他方へ作動液が流出し、第１の流路１３及び第２の流路１４内の作動液の流れる方向を交互に入れ替えればよい。第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１６の機能についても同様に交互に入れ替わる。

作動液の流れる方向を交互に入れ替えるためには、非偏心シャフト１Ａ、１Ｃの回転速度に合わせて、作動液の供給側に設けたバルブの開閉タイミングを調整すればよい。
例えば、図５に示すように円弧状の２つのスリット部２４、２５を有する弁板２６（バルブプレート）を吸入流路１３及び吐出流路１４の開口側に設け、弁板２６を固定し、非偏心シャフト１Ａを回転させることで作動液の流れが入れ替わるよう構成してもよい。

なお、フロントケース５に固定されたタイミングピン１７（ガイドピン）とシリンダバレル７に円筒状の凹部として設けられたタイミングリング１８（ガイドリング）は、シリンダバレル７の円滑な運動をガイドする。タイミングピン１７はタイミングリング１８の側壁に接しながら円軌道を描く。

図２（Ａ）は、ピストン１０の底部１９近傍の断面図を示し、図２（Ｂ）はピストン１０の断面図、図２（Ｃ）はピストン１０の底部１９の平面図を示す。
メインボディー６の内壁面には、各ピストン１０の底部１９に対向するプレッシャープレート２０が設けられている。各ピストン１０の底部１９はプレッシャープレート２０を押圧する。
タイミングピン１７とタイミングリング１８とにガイドされたシリンダバレル７の運動により、ピストン１０の底部１９はプレッシャープレート２０の表面に平行な方向（図２（Ａ）中Ｘ方向）に往復運動し、メインボディ６と偏心シャフト１Ｂは相対的に、偏心シャフト１Ｂの半径方向（図２（Ａ）中Ｙ方向）に往復運動する。
プレッシャープレート２０の材料として、例えば樹脂を採用することで、ピストン１０の底部１９との摩擦を低減することができる。

ピストン１０の底部１９には、円形の溝部１９１が設けられ、溝部１９１内には、板状の滑り軸受である摺動軸受であるプレート軸受２１が設けられている。
ピストン１０の底部１９は、プレート軸受２１を介してプレッシャープレート２０に間接的に接触し、プレッシャープレート２０を押圧しながら、プレッシャープレート２０の表面に沿って往復運動する。
プレート軸受２１は、メインボディ６のプレッシャープレート２０に接し、ピストン１０のＸ方向の往復運動の摩擦を低減する機能を有する。
プレート軸受２１は多孔質材料から構成され、例えば所定の厚さを有する円板形状で構成されている。ピストン１０の底部１９には底部流出孔２２が設けられており、プレート軸受２１に作動液である水を供給する。
図２（Ｃ）に示す例においては、点線で示すように底部１９の中央に１つの底部流出孔２２が配置され、プレート軸受２１の底部流出孔２２に対向する箇所から作動液が侵入し、その後放射状にプレート軸受２１の全体に流れる構成である。底部流出孔２２を複数設け、プレート軸受２１に供給される作動液の分布を調整してもよい。
なお、厳密にはプレート軸受２１とプレッシャープレート２０との間に作動液の膜が生成されるため、プレート軸受２１とプレッシャープレート２０とは作動液の膜（水膜）を介して接することを意味する。

プレート軸受２１は、上述の通り多孔質材料から構成されており、側壁面がピストン１０に覆われている。プレート軸受２１のピストン１０側の底部流出孔２２から供給された作動液は、プレート軸受２１のプレッシャープレート２０に接する面、すなわちピストン１０の底部流出孔２２の反対側の面から流出する。ピストン１０の底部１９のプレート軸受２１とプレッシャープレート２０との間に作動液の膜が生成され、作動液の膜の液圧によりピストン１０の底部１９とプレッシャープレート２０との間の摩擦を効果的に低減する。
上述のようにピストン１０の底部１９に底部流出孔２２を設けることにより、作動液自体をプレート軸受２１を有効に作動させるための液（水）を供給できるため、特別な回路を設ける必要がない。

液圧モータ１００の回転速度は、作動液の液圧とともに増大する。プレート軸受２１に供給する液として作動液を利用することによりプレート軸受２１内の液圧も連動して増大する。その結果、回転速度の増大に連動して摩擦の低減効果を自動的に高めることができる。
なお、シリンダバレル７が回転する場合、遠心力によりプレート軸受２１への作動液の供給が、さらに促進される。

プレート軸受２１に供給する液として、粘性の低い水を用いることで、多孔質材料内での作動液の移動が可能となる。従って、プレート軸受２１の、ピストン１０側の表面から作動液を供給し、その対向する側の表面から作動液を排出することができ、さらに多孔質材料の透過率により、作動液の排出量を調整できる。また、水の熱伝導性は高く、摩擦熱による温度の上昇を抑制する。
また、油と異なり水は化学的に安定であり変性することがないため、液体の流動する経路の狭い多孔質を閉塞することもない。
また、多孔質材料内部の空孔内での水の保持が可能であり、多孔質材料内での液の応答性を高めることができる。

なお、多孔質材料として、例えば、多孔質樹脂、多孔質カーボン、多孔質セラミックス、多孔質金属を使用することができる。
プレート軸受２１とプレッシャープレート２０との間に供給される作動液の量は、多孔質材料の透過率により調整可能である。また、プレート軸受２１を構成する多孔質内部の空孔には作動液が保持され得る。

図３（Ａ）は偏心シャフト１Ｂ近傍の断面を示し、図３（Ｂ）はシリンダバレル７の側面図、図３（ｃ）は、偏心シャフト１Ｂ側から見たリング軸受８の内壁面の一部を示す斜視図である。
図３（Ｂ）はシリンダ９の給排孔１２と、吸入流路１３の吸入ポート１３０とが整列した状態におけるシリンダバレル７の側面図を示す。
図３（Ｂ）は、開口部２３が吸入ポート１３０に対向して位置する例を示す。
図３（Ａ）中の矢印及び図３（Ｃ）中の矢印は、作動液の流れを示す。
図４はシャフト１の側面図である。

作動液は外部から吸入流路１３に圧送され、吸入ポート１３０を介して吸入チャンバ１５に流入する（図３、４参照）。
図３（Ａ）に示すように、吸入チャンバ１５の作動液は、リング軸受８の開口部２３及び給排孔１２を通じて吸入側シリンダ９ａ）内に流入する。

リング軸受８を構成する材料として多孔質材料を採用できる。多孔質材料は、例えば多孔質樹脂、多孔質カーボン、多孔質セラミックス、多孔質金属を使用することができる。
開口部２３以外のリング軸受８には、図３（Ｂ）の点線により示す吸入チャンバ１５から作動液が流入する。
リング軸受８の内壁面は、吸入チャンバ１５及び吐出チャンバ１６以外の領域において偏心シャフト１Ｂの外壁面と接する。
なお、厳密にはリング軸受８の内壁面と偏心シャフト１Ｂの外壁面との間に作動液の膜が生成されるが、両者は作動液の膜を介して接することを意味する。

リング軸受８の内壁面は、吸入チャンバ１５及び吐出チャンバ１６に対向し、吸入チャンバ１５及び吐出チャンバ１６を覆う。
図３（Ｂ）中の点線で例示するように、リング軸受８の内壁面において吸入チャンバ１５が対向する領域は、開口部２３を包含する形状を有する。同様に、開口部２３が吐出ポート１４０に対向する場合、リング軸受８の内壁面において吐出チャンバ１６が対向する領域は開口部２３を包含する形状を有する。
そのため、リング軸受８の内壁面と吸入チャンバ１５が対向する領域から、作動液はリング軸受８の内壁面を通じてリング軸受８内部に流入可能である。また、リング軸受８の内壁面と吐出チャンバ１６が対向する領域から、作動液はリング軸受８の内壁面を通じてリング軸受８外に流出可能である。
図３（Ａ）、（Ｃ）中の矢印に示すように、吸入チャンバ１５から多孔質のリング軸受８内に流入した作動液は、リング軸受８の内部全体に拡がる。また、多孔質材料の空孔内に作動液を保持することができる。

図３（Ａ）に示すように、リング軸受８内において吐出側シリンダ９ｂ側へ流れた作動液は、吐出チャンバ１６へ流れ込み、吐出ポート１４０を介して吐出流路１４へと流れる（図３、４参照）。
このように、作動液は、リング軸受８に吸入流路１３を介して供給され、吐出流路１４を介して回収される。

なお、シャフト１が回転する場合、第１の流路１３と第２の流路１４の機能が交互に入れ替わる。そのため、作動液は、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１６の一方からリング軸受８へ流入し、リング軸受８から第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１６の他方へ流出する。

また、シリンダバレル７と偏心シャフト１Ｂとの相対的回転運動は、作動液を遠心力によりリング軸受８側への供給をさらに促進し、また作動液の円周方向の移動をさらに促進する。リング軸受８はシリンダバレル７に接して固定されているため、作動液がリング軸受８内に満たされると、リング軸受８の内側表面（内壁面）と偏心シャフト１Ｂの外側表面（外壁面）との間に供給される。その結果、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂと間に作動液の膜が生成され、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂと間の摩擦を軽減する。生成される作動液の膜の圧力は、作動液の圧力及びリング軸受８を構成する多孔質材料の透過率に依存する。

ピストン１０を駆動する作動液をプレート軸受２１及びリング軸受８に供給するため、特別な供給水路を別途追加的に設ける必要がない。
プレート軸受２１と同様に、作動液の液圧の増大とともに回転速度が増大し、リング軸受８に供給する液圧も連動して増大し、摩擦低減効果が増大する。その結果、プレート軸受２１及びリング軸受８への作動液の供給の無駄がなく、効率的に摩擦及び摩擦熱の低減が可能である。

ピストン１０のプレート軸受２１と異なり、作動液は偏心シャフト１Ｂの吸入チャンバ１５に対向するリング軸受８の内側表面から供給され、リング軸受８の内部で拡がり、リング軸受８の内側表面全体から偏心シャフト１Ｂ側に排出される。
さらに、リング軸受８が回転運動するため、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂとの隙間が狭い箇所では、流動する作動液の圧力が高くなり、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂとの隙間を広げる方向に圧力が加わる。その結果、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂとの隙間を均一に保持する効果が得られ、リング軸受８と偏心シャフト１Ｂとの摩擦をさらに軽減する。

多孔質材料は、例えば厚さ方向に均質な材料を使用してもよいが、厚さ方向に作動液の透過率の異なる材料を積層してもよい。例えば低透過率（例えば透過率１５％）の材料として空孔の平均径が０．５μｍ～１μｍ（０．５μｍ≦平均径≦１μｍ）である多孔質材料と、高透過率（例えば透過率３５％）の材料として空孔の平均径が５μｍ～１０μｍ（５μｍ≦平均径≦１０μｍ）である多孔質材料とを組合わせ、積層することも可能である。

例えば、プレート軸受２１の多孔質材料の構成としてピストン１０と接する側に相対的に作動液の透過率の高い多孔質材料、対向するプレッシャープレート２０と接する側に相対的に作動液の透過率の低い多孔質材料を配置した構成としてもよい。ピストン１０の底部流出孔２２から供給された作動液は、移動抵抗が低い透過率の高い多孔質材料内をピストン１０の底部１９に平行に移動し、その後透過率の低い多孔質材料内をプレート軸受２１の膜厚方向に移動する。その結果、プレッシャープレート２０とプレート軸受２１の界面に供給されと作動液の均一性が向上できる。

また、リング軸受８の多孔質材料の構成例として、内径側（偏心シャフト１Ｂ側）に相対的に作動液の透過率の低い多孔質材料、外径側（シリンダバレル７側）に相対的に作動液の透過率の高い多孔質材料を配置してもよい。外径側の多孔質材料に透過率の高い材料を使用することで、リング軸受け８の全体に作動液を供給し、内径側の透過率の低い多孔質材料により必要量の液を偏心シャフト１Ｂ側に供給することができる。リング軸受８の円周方向における作動液の液圧分布の調整が可能である。また、リング軸受８内部の作動液の保持量を確保することで、特に回転開始時や回転速度の変更時において、リング軸受８から偏心シャフト１Ｂ側への作動液供給の応答性が高い。

なお、リング軸受８の上下の端面Ｓからの作動液の流出を防止するため、端面Ｓの表面を、樹脂等により液密に封止（シール）してもよい。

上述のように偏心シャフト１Ｂの周りにシリンダバレル７を回転させる動力源である作動液により、シリンダバレル７に固定された多孔質材料からなるリング軸受８に作動液を供給し、偏心シャフト１Ｂとシリンダバレル７との摩擦を低減することができる。そのため、偏心シャフト１Ｂとシリンダバレル７との相対的回転速度とともにリング軸受８への作動液の供給が増大するため、効果的に摩擦を低減する効果が得られる。

上記実施形態は、ラジアルピストンモータについて説明したが、リング軸受８はアキシャルピストンモータに対しても適用可能である。
例えば、斜板式ピストンモータにおいて、ピストンの底部に給排孔を設け、ピストンシュー側に作動液を流入させる。ピストンシューの底部に多孔質のプレート軸受を設け、プレート軸受に作動液の一部を供給し、ピストンシューと斜板との摩擦を軽減する。
アキシャルピストンモータの回転数とプレート軸受に供給する液圧を連動させることができ、効果的に摩擦及び摩擦熱を低減する。

本発明によれば、液圧モータの摺動部及び／又は回転部を支持する軸受けとして多孔質材料を採用し、さらに作動液として粘性の低い水を採用することにより、摺動部及び／又は回転部の軸受けに作動液を供給し、摩擦を効果的に低減することが可能となる。その結果、摩擦によるエネルギーの損失が低減し、効率の高い液圧モータを得ることができる。

１００ 液圧モータ
１ シャフト
１Ａ 非偏心シャフト（第１の非偏心シャフト）
１Ｂ 偏心シャフト
１Ｃ 非偏心シャフト（第２の非偏心シャフト）
２ 第１の軸受
３ 第２の軸受
４ リアケース（第１のケース）
４１ シール部材
５ フロントケース（第２のケース）
５１ シール部材
６ メインボディ（第３のケース）
７ シリンダバレル（回転体）
８ 回転軸受（リング軸受）
９ シリンダ
９ａ 吸入側シリンダ
９ｂ 吐出側シリンダ
１０ ピストン
１０ａ 吸入側ピストン
１０ｂ 吐出側ピストン
１１ スプリング
１２ 給排孔
１３ 吸入流路（第１の流路）
１３０ 吸入ポート（第１のポート）
１４ 吐出流路（第２の流路）
１４０ 吐出ポート（第２のポート）
１５ 吸入チャンバ（第１のチャンバ）
１６ 吐出チャンバ（第２のチャンバ）
１７ タイミングピン（ガイドピン）
１８ タイミングリング（ガイドリング）
１９ 底部
１９１ 溝部
２０ プレッシャープレート
２１ 摺動軸受（プレート軸受）
２２ 底部流出孔
２３ 開口部（連通口）
２４、２５ スリット部
２６ 弁板（バルブプレート）
Ａ 非偏心領域（第１の非偏心領域）
Ｂ 偏心領域
Ｃ 非偏心領域（第２の非偏心領域）
α 中心軸
β 中心軸

Claims (5)

1. シャフトと回転体とを備え、
   前記シャフトは第１の流路及び第２の流路を有し、
   前記回転体は、回転軸受を介して前記シャフトに回転可能に支持され、
   作動液の液圧により前記シャフトに対して相対的に回転し、
   前記回転軸受は多孔質材料から構成され、前記回転体に固定され、
   前記第１の流路及び前記第２の流路の一方により前記回転軸受に作動液が供給され、前記第１の流路及び前記第２の流路の他方により前記回転軸受から作動液が排出され、
   前記作動液は水であることを特徴とする液圧モータ。
2. 第１のケース、第２のケース及び第３のケースを備え、
   前記シャフトは偏心シャフトと非偏心シャフトを有し、
   前記第３のケースは、前記第１のケース及び前記第２のケースと連結され、
   前記第１のケース及び前記第２のケースは非偏心シャフトに回転可能に支持され、
   前記第３のケースは前記回転体を収容し、
   前記回転体は前記シャフトの前記偏心シャフトに前記回転軸受を介して回転可能に支持され、
   前記回転体は、複数のシリンダを有し、
   前記シリンダのそれぞれはピストンを収容し、
   前記第３のケースの内壁面には、前記ピストンの底部と対向するプレッシャープレートが設けられ、
   前記ピストンの前記底部は、前記プレッシャープレートを押圧し、
   前記ピストンは給排孔を有し、
   前記回転軸受は前記給排孔と連なる開口部を有し、
   前記開口部及び前記給排孔を経由して、前記作動液が前記第１の流路及び前記第２の流路の一方から前記シリンダに流入し、前記シリンダから前記第１の流路及び前記第２の流路の他方へ排出されることを特徴とする請求項１記載の液圧モータ。
3. 前記偏心シャフトは、前記第１の流路と連通する第１のチャンバ及び前記第２の流路と連通する第２のチャンバを有し、
   前記回転軸受の内壁面は前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバに対向し、
   前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの一方から前記回転軸受へ前記作動液が供給され、前記回転軸受から前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの他方へ前記作動液が排出されることを特徴とする請求項２記載の液圧モータ。
4. 前記回転軸受の内壁面において前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバに対向する領域は、前記開口部を包含可能な形状を有することを特徴とする請求項２又は３記載の液圧モータ。
5. 前記ピストンは前記底部に摺動軸受を有し、
   前記摺動軸受は前記プレッシャープレートを押圧し、
   前記摺動軸受は多孔質材料から構成され、
   前記摺動軸受には、前記底部に設けられた底部流出孔を介して前記作動液が供給されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の液圧モータ。

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