JP2917171B2

JP2917171B2 - 回転流体圧力装置

Info

Publication number: JP2917171B2
Application number: JP2211447A
Authority: JP
Inventors: ロイドバーンストムマービン
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: DE69013793T2; DE69013793D1; EP0412403B1; EP0412403A3; US5009582A; EP0412403A2; JPH0385379A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は回転流体圧力装置に関連し、特に、内歯車組
および該歯車組の内外へ流体を連通するため作動可能な
一対の相対可動式弁部材を備えている種類の装置に関す
る。

本発明は、ポンプおよびモータの両方を含む種々の型
式および形態の回転流体圧力装置において役立ち得ると
いうことが下記説明から明らかであり、特にジェロータ
歯車組を備えている装置に使用するとき有利となる。

（従来の技術）流体圧力を回転出力に変換するジェロータ排出機構を
使用する型式の流体モータは、特に低速、高トルクの用
途に適している。一般的にこの種の流体モータには、２
つの相対可動式弁部材があり、その一方は固定式で、ジ
ェロータの容積室の各々と連通している流体通路を備え
ている。もう一方の弁部材はジェロータ歯車組の回転可
能な部材の回転速度で回転する。上記の型式の弁は、回
転可能な弁部材がジェロータ歯車組の軌道旋回部材の旋
回速度で回転することを特徴とする高速弁と称される弁
作用をもつ型式のものと区別するために、低速整流弁と
称される。

低速整流弁を有する形式のジェロータモータの性能を
表す際に重要な基準の１つとして、「無負荷圧力降下」
が挙げられる。この無負荷圧力降下は、当該モータの機
械的効率を測るうえでの尺度となる。ところで、無負荷
圧力降下とは、流入口における圧力と流出口における圧
力との差であり、当該モータの出力軸を回転させるため
に必要なものである。ある意味では、この無負荷圧力降
下は、流体が、当該モータの流入口から主流路を通り、
弁を通り、次にジェロータを通り、再び弁に戻り、最後
に流出口に至る際の抵抗値を測る上での尺度とも考えら
れる。そして、各流体通路及び流入、流出口が小さくな
るにつれて、流体の流れに対する抵抗又は制限が大きく
なり、無負荷圧力降下も大きくなる。

過剰な無負荷圧力降下は、本発明の譲受人に譲渡され
た、ここに参考として織り込まれている米国特許明細書
第3,572,983号および第3,434,600号に示されるような円
板弁モータと称される種類のジェロータモータにおいて
特に問題とされてきた。円板弁という言葉は、固定およ
び回転弁表面の両方共が装置の回転軸に交差して指向さ
れた平らな平面である装置であると理解されるであろ
う。円板弁モータには、相対的に小さい面積の複数個
（例えば12個またはそれ以上）の弁ポートを形成する回
転円板弁があり、その結果この弁がポートの大きさおよ
び回転するポートと隣接する固定ポートの間の連通面積
を制限する。

（発明が解決しようとする課題）典型的な円板弁ジェロータモータがポンプとして一般
に使用されなかった理由は、無負荷圧力降下の問題に関
係があり、流体の流れに対する相対的に大きい抵抗又は
制限により、チャージポンプ等によって入口が加圧され
なければ、装置内でキャビテーションが生ずるからであ
る。

従って、本発明の目的は、装置がモータとして使用さ
れている時、無負荷圧力降下が実質上低減され、または
装置がポンプとして使用されている時、キャビテーショ
ンを生ずる傾向が実質上低減される回転流体圧力装置を
提供することである。

また他の目的は、装置の実質的再設計または装置の種
々な部分の寸法の変更を必要とせずに、上述した目的を
達成する改良された円板ジェロータ装置（モータまたは
ポンプ）を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明の上記その他の目的は、流体入口および流体出
口を形成するハウジング手段を含み、かつ（Ｎ＋１）個
の内歯を有するリング部材、およびＮ個の外歯を有する
星形部材とを備えている回転流体排出機構を有する型式
の改良された回転流体圧力装置を具備することによって
達成される。星形部材はリング部材内で偏心的に配置さ
れ、リング部材および星形部材の歯は相互にかみ合い、
両部材の相対運動中、膨張および収縮する流体容積室を
形成する。リング部材と星形部材の一方はそれ自体の軸
の回りで回転運動するとともに、他方の軸の回りで軌道
旋回運動する。固定弁部材はハウジング手段と作動可能
に組合わされ、回転軸に関して交差する方向に方向付け
られた固定弁表面を形成する。固定弁部材はさらに（Ｎ
＋１）個の第１流体通路を形成しており、各々は流体容
積室の１つと流体連通しかつ固定弁表面に開口してお
り、回転可能な部材の軸に関して円周方向に配置されて
いる。回転弁部材は、リング部材および星形部材のいず
れかの回転運動と同期して移動可能であり、さらに、回
転弁表面に対し摺動可能に密着する弁表面を含み、かつ
弁表面に開口を有し、回転弁部材の軸に関して円周方向
に配置された2N個の弁ポートを形成している。2N個の弁
ポートは、流体入口と定常的に流体連通する第１グルー
プの弁ポート（以下「第１弁ポート」という）と、流体
出口と定常的に流体連通する第２グループの弁ポート
（以下「第２弁ポート」という）を備えている。2N個の
弁ポートの少なくとも一部分は、流体を入口から膨張す
る容積室へ方向決めするため、固定弁部材と回転弁部材
との相対的な軌道旋回運動及び回転運動中において、第
１流体通路の少なくとも一部分と流体連通している。

改良された回転流体圧力装置は、固定弁部材がさらに
（Ｎ＋１）個の第２流体通路を形成しており、該第２流
体通路は、各々が固定弁表面に開口しているが、しかし
流体容積室との流体連通は遮断されていることを特徴と
する。第２流体通路は、リングおよび星形部材の回転可
能な一方の軸に関して円周方向に配置されており、第２
流体通路の各々は第１流体通路の各々に対して直径方向
に略対称をなす位置に配置されている。固定弁部材は、
さらに（Ｎ＋１）個の第３流体通路を形成し、各第３流
体通路は、互いに直径方向に略対称をなす位置に配置さ
れた１個の第１流体通路と１個の第２流体通路との間の
み流体連通するものである。

（作用）上記構成により弁作用中のオリフィス面積を実際上２
倍にし、かつ本装置がモータとして使用されている時は
無負荷圧力降下を実質的に減少させ、また本装置がポン
プとして使用されている時はキャビテーションを低減さ
せることができる。

（実施例）本発明を限定するつもりはないが図面を参照すると、
第１図は、本発明が適用され得る種類の流体圧力作動モ
ータの軸方向断面図であり、上述の米国特許明細書第3,
572,983号に詳述されている。「モータ」という表現
は、上記の流体圧力装置に適用された場合、ポンプ等の
装置の使用も含むものとする。

概ね11で表示される油圧モータ（回転流体圧力装置）
は、複数個のボルト12（第１図および第２図に示す）等
によって共に固定された複数の部分を含む。モータ11
は、軸支持ケーシング13,摩擦プレート15,ジェロータ流
体排出機構17,固定弁部材であるポートプレート19,およ
び弁ハウジング21を備えている。

ジェロータ流体排出機構17は当技術では周知なので、
第１図および第２図を参照して、ここでは簡単に説明す
ることとする。さらに詳細に述べると、本実施例におい
て、排出機構17は内歯付き組立品23を含んでいるGerole
r^R排出機構である。組立品23は複数個の概ね半円筒形の
開口を形成している固定リング部材24を備え、開口の各
々には当技術で現在周知である円筒形部材25が回転自在
に配置されている。内歯付組立品内には、複数個の外歯
28を有するロータ部材27が偏心的に配置されている。一
般に、外歯28は円筒形の内歯25の数よりも１個少ないの
で、ロータ部材27を内歯付組立品23に関して軌道旋回お
よび回転が可能である。組立品23およびロータ27間の相
対軌道／回転運動は、複数個の膨張／収縮容積室29a〜2
9gを形成している。

再び第１図を参照すると、モータ11は軸支持ケーシン
グ13内に位置決めされ、かつ適当な軸受組33,35によっ
てケーシング内に回転自在に支えられた入出力軸31を備
えている。軸31は一組の内部ストレートスプライン37を
備え、主駆動軸41の一方端部に形成された一組の外部ク
ラウン付スプライン39がそれと係合している。主駆動軸
41の反対側末端部には外歯付ロータ部材27の内径に形成
された一組の内部ストレートスプライン45と係合してい
るもう１組の外部クラウン付スプライン43が配置されて
いる。本実施例では、内歯付組立体23は７個の内歯25を
備えているため、ロータ部材27の６回の軌道旋回運動に
つき１回の回転運動を行うことになる。その結果とし
て、主駆動軸41および入出力軸31を１回転させることに
なる。

弁駆動軸49の一方端部の周りに形成された一組の外部
スプライン47もまた内部スプライン45と係合しており、
駆動軸はその他方端部に、弁部材55の内側周縁部に形成
された一組の内部スプライン53と係合しているもう一組
の外部スプライン51を有する。弁部材55は弁ハウジング
21内に回転自在に配置されており、弁駆動軸49は、当技
術では概ね周知であるように、適当な弁開閉時間を維持
するために、ロータ部材27および弁部材55の両方にキー
溝が付けてある。

弁ハウジング21は、環状弁部材55を囲んでいる環状室
59と連絡している流体口57を備えている。弁ハウジング
21はまた流体室61と流体連通しているもう１つの流体口
（図示せず）も備えている。弁部材55は複数個の交互弁
ポート63および65を形成し、弁ポート63は環状室59と継
続的な流体連通をしており、弁ポート65は流体室61と連
続的な流体連通している。第１実施例では、６個の弁ポ
ート63、６個の弁ポート65が設けられ、ロータ部材27の
６個の外歯28に対応している（第４図参照）。

ポートプレート19（第３図参照）−これは固定弁部材
として機能する−は複数個の流体通路67（第１流体通
路）を規定しており、その各々は隣接する容積室29と継
続的流体連通を行うように配置されている。運転におい
ては、流体ポート57に入ってくる加圧流体は、環状室59
を通り、次に弁ポート63の各々を通り、さらに67a,67b
および67cとして確認されるポートプレート19に設けら
れた流体通路を通って流れることになる。この流体は、
それぞれ29a,29bおよび29cとして確認される膨張容積室
の中に入る。上述した加圧流体の流れは第２図に示され
るようにロータ部材27の運動を生ずる結果となり、その
運動は（ａ）左回り方向の軌道旋回運動、（ｂ）右回り
方向の回転運動から成っている。当業者にとって周知の
通り、上記の流れはまた、第２図と同じ方向で見た時、
弁部材55および出力軸31の右回り回転を生ずる結果とな
る。

第２図に示される所定の運転時においては、収縮容積
室29d,29eおよび29fから排出された液体は、それぞれ流
体通路67d,67eおよび67fを通って連通する。流体通路67
から流出する排出流体はそれぞれの弁ポート65へ入り、
流体室61へと流れ込み、次いで第１図に示されていない
流体ポートへ、そこからタンクへと流れる。上述した流
体モータの作動は従来式のもので、当業者には概ねよく
理解されている。

モータ11の作動の上記説明から分かる通り、弁作用は
固定弁部材19の弁表面71（第３図）と弁部材55の弁表面
73（第４図）の間で起こる。第１実施例の弁表面71およ
び73はモータ11の軸に実質上垂直に方向決めされた、平
らな平面であるけれども、整流弁作用は、弁表面71およ
び73があたかも円筒形であるかのように第５図に幾分概
略的に示されている。さらに第５図を参照すると、同図
では二重ハッチングは加圧流体を、単一ハッチングは戻
り流体を表示しており、左側の弁ポート63は流体通路67
a,67bおよび67cと連絡している。しかしながら、先行技
術に係る従来型の装置では、第５図の右側の弁ポートは
流体通路67のいずれとも連絡していないため、右側の弁
ポート63に潜在している弁作用の幾らかは、実際上無駄
となっている。

第６図を参照すると、本発明に従って作られた固定弁
プレート19′（固定弁部材）の、第３図に類似した図が
示されている。第１実施例では、固定弁プレート19′
は、はんだ付け等の適当な手段によってつなぎ合わされ
た、かつ第１図に示されるプレート19の代わりに、モー
タ内の置換された複数個の精密打ち抜きによる鋼板（fi
ne−line blanked steel plates）を含んでいる。本発
明に従って作られた固定弁部材19′は、先行技術のプレ
ート19と、好ましくは軸方向厚さおよび全部の長さ寸法
が同一であることを理解されたい。

さらに第1A図を参照すると、固定弁プレート19′は、
15枚の分離した薄いプレート部材から成る。なお、15枚
目のプレート、すなわち、ジェロータ歯車組17に隣接す
るプレートのみは、第３図に示される先行技術と同一の
プレート形状を有する。したがって、容積室29a〜29gと
直接連通している流体通路67a〜67gのみを形成する。

固定弁部材19′を構成する残りの14枚のプレートのう
ち、奇数番のプレートの各々（すなわち、第1A図の左側
から数えた1,3,5,7,9,11および13番目のプレートのこと
であり、「第１グループの平板」ともいう。）は第６図
に示されるプレート部材75の形状を有し、左側から第１
番目のプレート部材75は、回転弁部材55の弁表面73に隣
接して配置された固定弁表面71′を形成している。さら
に、プレート部材75は複数個の流体通路77a〜77g（第２
流体通路）を形成している。そして、例えば流体通路77
aは流体通路67aに対し直径方向に略対照をなす位置に配
置され、流体通路77bは流体通路67bに対し直径方向に略
対称をなす位置に配置されている。第８図を参照すれば
明らかなように、流体通路67a,67b,67cは加圧弁ポート6
3と連通しているが、直径方向に略対照をなす位置に配
置された流体通路77a,77b,77cも同様に、加圧弁ポート6
3と連通している。流体通路77a〜77gの機能について
は、以下に詳述する。

ここで、本発明の第１実施例に係る固定弁プレート1
9′を、第１図に示す従来の固定弁プレート19に置換し
て用いた場合について考える。この場合、第２図〜第８
図に示される時点では、流体通路77a,77b,77cは第８図
の右側において、加圧弁ポート63と連通していることが
わかる。従来の固定弁プレート19を用いた場合には、第
５図に示されるように、図の右側の加圧弁ポート63は図
示の時点で、実際上無駄となっている。

第７図を参照すると、偶数番号のプレート（すなわ
ち、第1A図の左から数えて2,4,6,8,10,12および14番目
のプレートのことであり、「第２グループの平板」とも
いう。）は、79aのプレート部材しか図示されていない
が、一連のプレート部材79a〜79gから成っている。プレ
ート部材79a〜79gの各々は、プレート部材75の各々によ
って形成されている流体通路67a〜67gおよび77a〜77gの
全てを形成する。従って、流体通路67a〜67gの各々は固
定弁プレート19′の軸方向の全範囲にわたって伸び、こ
れに反して流体通路77a〜77gの各々は固定弁プレート1
9′の最初の14枚のプレートのみにわたって軸方向に伸
び、15枚目のプレート、すなわち、ジェロータ歯車組17
に隣接するプレートの部分で堰止められている。

さらに第７図を参照すると、プレート部材79aは、流
体通路67aと流体通路77aとを相互に接続している流体通
路（以後この流体通路は81aと称する）を形成する弓状
切り欠き部81aを備えている。図示は省略するが、後続
のプレート部材79b〜79gには、流体通路67b〜67gおよび
流体通路77b〜67gを相互接続している流体通路81b〜81g
を形成する弓状切り欠き部を備えていることは、上記の
説明から明らかなはずである。

第８図を参照すると、本発明の改良された固定弁プレ
ート19′の作動が幾分概略的に示してある。弓状切り欠
き部の各々は、流体通路77a〜77g（第２流体通路）をそ
れぞれ流体通路67a〜67g（第１流体通路）と相互接続し
ている流体通路81a〜81g（第３流体通路）を形成してい
る。なお、概略図である第８図には、弓状切り欠き部81
a〜81gの各々は、説明の便宜上装置の軸から異なる半径
方向寸法で形成されているように示されている。しかし
実際には、設置角度が異なる（例えば、弓状切り欠き部
81gは流体通路77gと流体通路67gとの間に設けられてい
る。）ことを除き、弓状切り欠き部81a〜81gの全てが、
第７図に示されている弓状切り欠き部81aと同一の半径
方向寸法を備えることは、当業者には明らかであろう。

本発明の固定弁プレート19′を使用することにより、
（第８図に見られる通り）装置の右側の３つの加圧弁ポ
ート63は流体通路77a,77bおよび77cと連通している。第
１実施例では、種々の通路の対称性は、弁ポート63と流
体通路77aの間のオリフィス面積は、どの時点でも、弁
ポート63と流体通路67a間のオリフィス面積と同一とな
る関係を有している。流体通路77bと67bおよび77cと67c
のオリフィス面積に関しても同じことが当てはまる。

ここで、一例として第６プレート（プレートの符号は
79cである）を参照する。弁ポート63が流体通路77cと連
通し始めると、通路77cに流入する流体は弓状切り欠き
部81cを流れ、通路67cの両端部に対する軸方向中間位置
から、第１〜第15プレートによって合成された通路67c
へと流入してくる。

すなわち、従来の固定弁プレート19を本発明の第１実
施例に係る固定弁プレート19′に交換することによる効
果は、流体が通過して流れ、最終的に流体通路67a〜67g
の各々に入る（またはそこから排出される）総オリフィ
ス面積を２倍にすることである。

第９図を参照すると、オリフィス面積対星形軌道角度
の、先行技術と本発明を比較したグラフが示してある。
第９図の例を参照すると、“従来例の場合”と表示され
た曲線は、星形またはロータ部材27が180度の角度にわ
たって旋回する時、流体通路67cおよび隣接する弁ポー
ト63の間に形成されるオリフィス面積を示すものである
（固定弁プレート19を用いた場合である。）。“本発明
の場合”と表示された曲線は、先行技術のオリフィス面
積に流体通路77cおよび隣接する弁ポート63によって形
成されたオリフィス面積をプラスした合計を示している
（固定弁プレート19′を使用した場合である。）。第９
図に見られるように、どの所定の星形軌道角度に対して
も、本発明を使用することによって、総オリフィス面積
が２倍になる。

第10図〜第13図を参照すると、本発明の代替実施例が
示されている。この実施例は本発明の譲受人に譲渡さ
れ、ここに参考として織り込まれている米国特許明細書
第4,741,681号にさらに詳しく図解かつ説明された型の
低速，高トルクジェロータモータに関する。上記特許
は、ジェロータ星形部材を旋回かつ回転することによ
り、低速で整流弁作用が得られる改良されたジェロータ
モータに関するものである。この実施例を説明する際
に、第１図〜第９図の第１実施例の要素と同一であり、
または機能上等しい要素は同一参照番号に100をプラス
して示すこととする。しかしながら、第１図〜第９図の
実施例は６〜７つのジェロータを含み、従って67a〜67g
の７つの流体通路を備えており、一方、代替実施例の方
は８〜９つのジェロータを含むため、９つの流体通路16
7a〜167iを有する。

先ず第10図を参照すると、同図は幾分概略的な、弁の
軸方向の各構成部分を重ね合わせた図であるが、複数個
の内歯125およびその中に配備されたロータ部材127が示
されている。ロータ部材127は、本装置の入口から加圧
流体を受取る弁ポート163、および本装置の出口と連絡
している弁ポート165を交互に規定している。容積室は
第10図の概略的では特に確認できないが、当業者には既
知の通り、各容積室は各一対の隣接する内歯125の間
に、ロータ部材127の輪郭からちょうど半径方向外方に
配置されている。

本発明の代替実施例は、複数個の分離した、好ましく
は薄いプレート部材からなる固定弁プレート119′を備
えている。固定弁プレート119′は、ロータ部材127の弁
表面に直接的に隣接しかつ摺動可能に配置されたプレー
ト部材175を備えている。プレート部材175は複数個の流
体通路（“タイミングスロット”とも呼ばれる。）167a
〜167dは各々が隣接する弁ポート163から加圧流体を受
け取り、その結果、第１〜第９の第１実施例に関連して
説明したものと同じ方法で、ロータ部材127は反時計方
向に旋回し、時計方向に回転する。

さらに、主として第10図を参照すると、第１実施例と
同じ方法で、流体通路177aは流体通路167aに対し直径方
向に略対称をなす位置に配置され、流体通路177b流体通
路167bに対し直径方向に略対称をなす位置に配置される
というようにして、複数の流体通路177a〜177iを形成し
ている。

さて、代替実施例と第１図〜第９図の第１実施例の間
には、主な２つの相違点がある。第１の相違点は、弓状
切り欠き部の配置に関するものである。第１実施例で
は、弓状切り欠き部81a〜81gの各々は別個のプレート部
材79a〜79gにそれぞれ設けられ、全部で15個のプレート
が必要であった。しかしながら、代替実施例では、９つ
の弓状切り欠き部が必要で、もし１個のプレートに１つ
だけ弓状切り欠き部を設けると、合計で少なくとも20個
の分離したプレートが要求されることになる。第11図に
は、一例としてプレート部材179bが図解されている。プ
レート179bについて詳述する前に触れておくが、各流体
通路167a〜167iは、弁ポート163,165と、流体通路167a
〜167iの半径方向内側端部との間の流体連通を可能とす
るための実質的な半径方向寸法をなすように、ロータ部
材127に直に隣接するプレート部材175に形成されている
ものである。そして、プレート部材175上では、流体通
路167a〜167iは、第10図に示すように半径方向に所定の
長さを有する穴として形成されている。しかしながら、
プレート175の裏側（又は下側）に位置するいくつかの
プレートでは、各流体通路167a〜167iの半径方向寸法
（長さ）は縮小し、かつ、その位置自体も半径方向外側
へと変位していくように形成されている。加えて、いく
つかの流体通路は、第１番目のプレート175からこれに
続くプレートへと移り変るにつれて、その形状および位
置を変えるようになっている。第11図を参照すると、プ
レート部材179bは流体通路167c,167f,167iのいずれも備
えておらず、また、流体通路177c,177f,177iのいずれも
備えていないことに注目されたい。すなわち、上述した
流体通路167c,167f,167i,177c,177f,177iならびにそれ
らの個々の弓状切り欠き部181c,181f,181iは、プレート
部材179bおよびプレート175の間に軸方向に配備されて
いるプレート部材179c（図示せず）に全て位置決めさ
れ、かつそこで終端している。

プレート部材179bは流体通路177b,177e,177hを形成し
ている。さらに、プレート部材179bは半径方向外側部分
の流体通路167b,167eおよび167hを形成している。最後
に、プレート部材179bは、それぞれの流体通路177b,177
eおよび177hから、対応する流体通路167b,167e,167hへ
の連絡をもたらす弓状切り欠き部181b,181e,181hを形成
している。

再び第10図を参照すると、代替実施例の全般的運転モ
ードは第１実施例に対するものと同じであることが当業
者によって理解されるであろう。例えば、流体通路167a
が隣接する弁ポート163と連通を開始すると、相対して
配置された流体通路177aが隣接する弁ポート163と連通
を開始し、流体通路177aへ流入された加圧流体は各自の
弓状切り欠き部181a（図示せず）を通って流れて、流体
通路167aへと流れ、このようにして、ロータ127が軌道
旋回し、回転するにつれて有効弁作用面積が増大する。

代替実施例と第１実施例の間の第２の大きな相違点
は、異なるオリフィス面積およびオリフィス面積の異な
る変化率に関するものである。第１実施例では、付加さ
れた流体通路77a〜77gの効果は、どの特定の星形軌道旋
回角度に対しても有効オリフィス面積を２倍にするもの
である（第９図参照）。第１実施例に対するオリフィス
面積におけるこのような2:1の関係は、固定弁プレート1
9′と同軸をなし、かつ同プレートに関して回転運動の
みを有する回転弁部材55を生ずる結果となる。

しかしながら、代替実施例では、“回転弁部材”−こ
れはロータ部材127である−は固定弁プレート119′に関
して偏心的に配置され、同プレートに関して軌道旋回お
よび回転運動の両方をすることになる。星形軌道旋回角
度対オリフィス面積との関係における複合運動の効果
は、第10図、ならびに第12図，第13図のグラフを再度参
照することによって一層よく理解できる。第10図では、
流体通路167aが隣接する弁ポート163と連通し始める
と、円周方向での、流体通路167aに関する弁ポート163
の運動量は相対的に小さいため、オリフィス面積の増加
率も相対的に小さい。この理由の１つに、この弁ポート
163が第10図に示す時点での星形部材127の旋回中心点に
非常に近いということが挙げられる。第12図を参照する
と、オリフィス面積は、星形部材127がほぼ40度近く旋
回するまで9.7×10^-6m²（0.015平方インチ）に達しな
い。相対的に、流体通路177aと連通している弁ポート
は、第10図に示す時点で星形部材127の旋回中心点から
はるかに離れており、したがって円周方向での相対運動
ははるかに大きくなる。第13図のグラフを参照すると、
弁ポート163と流体通路177a間のオリフィス面積は、星
形部材127およそ12度の軌道旋回運動だけで9.7×10^-6m²
（0.015平方インチ）に達する。

従って、本発明の代替実施例では、177aから177iの付
加された流体通路は、弁オリフィス面積を２倍にする効
果を有することによって、無負荷圧力降下を減少させる
のみならず、さらに重要なことに、第１実施例の流体通
路167aから167iよりもはるかに速い速度で弁を開く。

本発明について、当業者が本発明を実施かつ使用する
のに十分な説明を詳細に行なった。上記記載の読みかつ
理解することにより、本発明の種々の修正および変更が
当業者によりできることが明らかであり、特許請求の範
囲内においてそのような全ての修正および変更は、本発
明の範ちゅうに包含されるものである。

（発明の効果）本発明は固定弁部材のみを変更するジェロータモータ
を使用することにより、装置の種々の部分の寸法を変え
ることなく弁作用中のオリフィス面積を２倍にすること
ができ、無負荷圧力降下を減少させ、ポンプ作動による
キャビテーションを生ずる傾向をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる型式の流体モータの軸方向断面
図、第1A図は本発明における固定弁部材を有する、第１図と
類似の拡大部分断面図、第２図は第１図の２−２線に沿って見たジェロータ歯車
組の横断面図、第３図は第１図の３−３線に沿って見た固定弁プレート
を示す横断面図、第４図は第2,第３図とは反対方向から見た第１図に示す
回転弁部材の拡大正面図、第５図は従来技術の調整弁作用を示す概略図、第６図は第３図よりも拡大した本発明の固定弁部材を示
す横断面図、第７図は本発明に係る固定弁部材の中間プレートを示す
第６図と同様の断面図、第８図は本発明に係る整流弁作用を示す第５図と同様の
拡大概略図、第９図は従来技術と本発明の場合を比較した、オリフィ
ス面積対星形軌道角度のグラフ、第10図は本発明の代替実施例を示す弁の概略重ね図、第11図は第７図と同様の本発明の代替実施例における固
定弁部材の中間プレートを示す断面図、第12図および第13図は、本発明の代替実施例に対するオ
リフィス面積対星形軌道角度のグラフである。 11…油圧モータ（回転流体圧力装置） 17…流体排出機構、19…ポートプレート 21…弁ハウジング、25…円筒形部材 27…ロータ部材、28…外歯 29a〜29g…容積室、63,65…弁ポート 67a〜67g…流体通路、71,73…弁表面 75…プレート部材 77a〜77g…流体通路 81a〜81g…切り欠き部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F03C 2/08 F04C 2/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体入口（57）および流体出口（61）を備
えるハウジング手段（21）と、回転流体排出機構（17）
と、固定弁部材（19′;119′）と、回転弁部材（55;12
7）とを備える回転流体圧力装置（11）であって、前記回転流体排出機構（17）は、（Ｎ＋１）個の内歯
（25;125）を有するリング部材（23）と、（Ｎ）個の外
歯（28;128）を有する星形部材（27;127）とを含み、前
記星形部材は前記リング部材に対し偏心配置され、前記
リング部材および前記星形部材の少なくとも一方が自ら
の軸に対して回転し、かつ、少なくとも一方が他方の軸
回りに軌道旋回運動する相対移動に伴い、前記リング部
材の歯と星形部材の歯と（25,28;125,128）を互いに噛
み合わせることにより、膨張収縮する流体容積室（29a
〜29g）を備え、前記固定弁部材（19′;119′）は、前記ハウジング手段
と協働して前記回転流体圧力装置（11）の回転軸と略交
差する方向の固定弁表面（71）を構成し、該固定弁表面
は前記流体容積室の１つと各々流体連通する（Ｎ＋１）
個の第１流体通路（67;167）を備え、各第１流体通路
（67a〜67g;167a〜167i）は、前記固定弁表面に、前記
流体容積室と流体連通し、前記リング部材および前記星
形部材の一方の軸に対して同心状に配置されており、前記回転弁部材（55;127）は、前記リング部材および前
記星形部材の一方の回転運動に同期して作動可能であ
り、かつ、前記回転弁表面（71）に対し摺動可能に密着
する弁表面（73）を含み、さらに、該弁表面（73）に開
口し前記回転弁部材の軸に対して同心円状に配置された
2N個の弁ポート（63,65:163,165）を備え、該2N個の弁
ポートは、前記流体入口と定量的に流体連通する第１弁
ポート（63;163）と、前記流体出口と定量的に流体連通
する第２弁ポート（65;165）とを含み、前記流体入口から前記流体容積室へと流体が流れる方向
へと前記回転運動および前記軌道旋回運動が相対的に生
じているとき、前記2N個の弁ポートの開口の少なくとも
一か所が、前記第１流体通路（67a〜67g;167a〜167i）
の少なくとも一か所と流体連通しており、（ａ）前記固定弁部材（19′;119′）は、（Ｎ＋１）個
の第２流体通路（77;177）を備え、各第２流体通路（77
a〜77g;177a〜177i）は、前記リング部材および前記星
形部材の一方の軸を中心とする同一円周上に配置され、
前記第１流体通路に対し前記同一円周上で直径方向に略
対称をなす位置に配置され、かつ、前記固定弁表面にお
いて前記流体容積室との直接的な流体連通が遮断されて
おり、（ｂ）さらに、前記固定弁部材は、互いに直径方向に略
対称をなす位置に配置された１個の第１流体通路と１個
の第２流体通路との間のみ流体連通する（Ｎ＋１）個の
第３流体通路（81a〜81g;181a〜181i）を備えることを
特徴とする回転流体圧力装置。
【請求項２】前記回転流体排出機構（17）はジェロータ
歯車組を含むことを特徴とする請求項１に記載の回転流
体圧力装置。
【請求項３】前記リング部材（23）は前記ハウジング手
段に対して固定されており、前記星形部材は前記軌道旋
回運動および回転運動の双方を行うことを特徴とする請
求項２記載の回転流体圧力装置。
【請求項４】前記固定弁部材（19′;119′）が複数個の
相対的に薄い平板（75,79;175,179）を含み、該平板の
各々が、前記（Ｎ＋１）個の第１流体通路（67a〜67g;1
67a〜167i）が形成された部分と前記（Ｎ＋１）個の第
２流体通路（77a〜77g;177a〜177i）が形成された部分
とを備えることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧
力装置。
【請求項５】前記固定弁部材（19′;119）が前記回転流
体排出機構（17）に隣接して配置された相対的に薄い平
板（19）を有し、該平板は、前記第２流体通路（77a〜7
7g）と前記流体容積室（29a〜29g）との連通を遮断する
ために、前記（Ｎ＋１）個の第１流体通路のみ備えるこ
とを特徴とする請求項４記載の回転流体圧力装置。
【請求項６】前記固定弁部材（19′）は、第１（75）お
よび第２（79）の２つのグループを含む（2N＋２）個の
相対的に薄い平板（75,79）を有し、該グループの各々
が（Ｎ＋１）個の前記平板を含み、前記第１および第２
グループの各平板は、前記（Ｎ＋１）個の前記第１流体
通路（67a〜67g）が形成された部分と前記（Ｎ＋１）個
の前記第２流体通路（77a〜77g）が形成された部分とを
備え、前記第２グループの平板の各々が前記（Ｎ＋１）
個の第３流体通路（81a〜81g）のうちの１つを備え、前
記第１グループの平板（75）が前記第２グループの平板
と交互に配置されていることを特徴とする請求項１記載
の回転流体圧力装置。
【請求項７】前記固定弁部材（119′）は、第１（175）
および第２（179）の２つのグループを含む複数の相対
的に薄い平板（175,179）を有し、前記第１および第２
グループの各々の平板の少なくとも一方が、前記（Ｎ＋
１）個の第１流体通路（167a〜167i）および前記（Ｎ＋
１）個の前記第２流体通路（177a〜177i）が形成された
部分を含み、前記第２グループの各平板（179b）には、
さらに前記（Ｎ＋１）個の前記第３流体通路（181a〜18
1i）の１つ以上を形成し、前記第１グループの平板が前
記第２グループの平板と交互に配置されていることを特
徴とする請求項１記載の回転流体圧力装置。
【請求項８】前記第１弁ポート（63;163）が、前記第２
弁ポート（65;165）と交互に配置されていることを特徴
とする請求項１記載の回転流体圧力装置。
【請求項９】前記第２流体通路（77a〜77g）の１つにお
ける流量が、該１つの第２流体通路と直径方向に対称を
なす位置に配置された他の第１弁ポート（63）の流量と
なるように、前記回転弁部材（55）の回転軸を前記リン
グ部材（23）の軸と共通の軸上に配置したことを特徴と
する請求項８記載の回転流体圧力装置。
【請求項１０】前記各第２流体通路（177a〜177i）と前
記第１弁ポート（163）の１つとの間の流量増加率が、
該第２流体通路および該第１弁ポートに対し、直径方向
に対称をなす位置に配置された他の第１弁ポート（16
3）と前記第１流体通路（167a〜167i）の１つとの間の
流量増加率より大きくなるように、前記回転弁部材（12
7）の回転軸が前記リング部材の軸に対して軌道旋回運
動を行うことを特徴とする請求項８記載の回転流体圧力
装置。