JP4364430B2 - 潤滑経路を有するジェロータモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧装置の潤滑の技術分野に属する。
【０００２】
油圧装置は、比較的小さいユニットから高いトルクを効率よく発生させる機器である。低速で高いトルクを出すその能力は、多くの応用を可能にしている。米国特許第3,572,983号, 第4,285,643号, 第4,357,133号, 第4,697,997号及び第5,173,043号は、油圧モータに関する例である。
【０００３】
これらの装置において、 入力/出力機構、典型的には軸受と揺動スティックを具えた駆動軸は、熱及びスラッジ(熱による)や金属粒子（摩耗による）のような残留物を発生させる。従って、これらの装置の多くは、そのような入力／出力機構に絶えず流体を流すため、潤滑循環経路を含んでいる。その例として、米国特許第4,533,302号（それぞれ加圧された容積室の外側に流体を寄生的に排出する もの）、第4,390,329号（自然に起きる漏れを使用するもの）,第3,749,195号及 び第4,480,972号（不活性シールを使用するもの）、第3,572,983号及び第4,362,479号（ボール式逆止弁を使用するもの）、第4,285,643号（２つの主要流体ポートの１つを使用するもの）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術のユニットは、大規模な加工を必要とするか、或いは、圧力機構において使用される前に流体を汚染してしまう。本発明は、これらの課題を解決するものである。
【０００５】
本発明の目的は、回転するバルブを具えた油圧モータを得ることである。
【０００６】
本発明の他の目的は、油圧モータの回転駆動部の潤滑と冷却を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、油圧モータのために別途ケースドレイン（排出部）を設ける必要をなくすることである。
【０００８】
本発明の他の目的は、回転バルブ型の油圧モータの効率を向上させることである。さらに、本発明の他の目的は油圧モータの適応性を拡大させることである。
【０００９】
【発明の概要】
本発明は、ジェロータ構造とは別に回転バルブを具えたジェロータ圧力装置の好適な実施形態で説明されるであろう。理解されるように、流体及び機械的結合の性質によって、この装置はモータ又はポンプとして作動する。
【００１０】
このジェロータ圧力装置１０は、軸受ハウジング２０、駆動軸３０、ジェロータ構造４０、マニホルド６０、バルブ部８０及びポートプレート１１０を含む。軸受ハウジング２０は、ジェロータ圧力装置１０をその意図された用途（コンクリートミキサー、芝刈り機、巻上げ機又は他のアプリケーション等）に応じて取付けるとともに、駆動軸３０を物理的に支持している。
【００１１】
図１の軸受ハウジングは、駆動軸３０をその中に回転可能に支持する２つのローラテーパー軸受２１を有する中央キャビティ２５を含む。軸シール２２は、軸受ハウジング２０中に作動流体を封じ込めるように、軸受ハウジング２０と駆動軸３０の間に組込まれている。キャビティ２５には、軸受ハウジング２０中に後述する一体化ケースドレインがあることにより、この軸シール２２は比較的低圧力用のシールでよい。この理由は、後述のドレインが、キャビティ２５中の流体圧力を、最大作動圧力である、通常、2000-4000PSIから、操作可能な大きさである、通常、100-200PSIに低下させるということである。圧力装置におけるテーパーローラ軸受２１の使用は、軸受は、本来、小径部から大径部に流体を移動させるものであるという事実によって、キャビティ２５中の流体の移動を促す。これは、装置中の主要な回転部材の潤滑及び冷却を容易にする。軸受２１の間の２つの大径孔２３（直径およそ５／８インチ）は、流体を、後述する揺動スティック３６への駆動連結部に至るまで駆動軸３０の内部を流過させる。上記に加えて、駆動軸のヘッド端部側の一連の径方向の穴３２は、さらに、軸受２１を横切るキャビティ２５中の流体の動きを容易にする。(詳しくは米国特許第4,285,653号参照)。
【００１２】
摩耗プレート(wear plate)２７は、軸受ハウジング２０を完成させる。この摩耗プレートは、軸受ハウジング２０とは別の部材である。故に、ハウジング本体とは異なる材質で作ることができる。さらに、摩耗プレート２７は、その内側に摩耗プレート２７が挿入されているキャビティ２８より僅かに長い軸方向長さを有している（開示された実施形態では０．００３インチだけ大きい）。この距離は、後述のジェロータ構造４０のステータ４１が、装置１０を保持している軸方向ボルト１０にトルクが作用したとき、摩耗プレート２７の外側で軸受ハウジング２０に接触するように選択されている。このことは、摩耗プレート２７が後述のジェロータ構造４０と軸受ハウジング２０の残りの部分の間で軸方向にクランプされることを可能にし、かくして、ジェロータ構造の圧力セルからの漏洩を減少させる。これはジェロータモータの効率を改善する。さらに、摩耗プレート２７は、軸受ハウジング２０とともに軸受２１を所定の位置に保持している。
【００１３】
開示された特定の実施形態では、軸受ハウジング２０は鋳造物が加工されたものであり、一方、摩耗プレート２７は粉末金属がダイプレスされたものである。この摩耗プレートには、本来、気孔があり、そこに油が含浸されるので、摩擦が低減され、装置の寿命が向上する。
【００１４】
駆動軸３０は、軸受２１によって軸受ハウジング２０の中に回転可能に支持される。この駆動軸は、後述のジェロータ構造４０をジェロータ圧力装置１０の外部と連結する。これは、回転動力の発生（装置がモータとして使用される場合）或いは圧力流体の発生（装置がポンプとして使用される場合）をもたらす。前述のように、径方向の孔２３と駆動シャフト３０の表面に径方向に開けられた孔３２は、キャビティ２５を通る流体の動きを容易にし、その中に含まれる部材の潤滑と冷却をさらに増大させる。
【００１５】
駆動軸３０は、内歯３５が切られ軸方向中心に配置された空洞を含む。この空洞は、揺動スティック３６のための空間を与え、内歯３５は駆動軸３０と揺動スティック３６を駆動的に連結する。揺動スティック３６の他端に追加された歯３７は、揺動スティック３６を後述のジェロータ構造のロータ４５に駆動的に連結し、それによって、装置の動力系統が完結する。揺動スティック３６の軸方向全長に開けられた中央孔は、さらに、装置の流体移動を容易にする。
【００１６】
ジェロータ構造４０は、圧力装置１０の主な動力発生装置である。
開示された特定のジェロータ構造４０は、協働してジェロータセル４７を画定するステータ４１とロータ４５を含む。
【００１７】
これらのセル４７に、後述のバルブによって変動する圧力差がかると、圧力装置１０に力が発生する。このことは、ロータの回転軸４６がステータの中心軸４２からずれていることによって起きる（揺動スティック３６がこの間の変位に対応する）。
【００１８】
本発明によると、ロータの少なくとも一平面に沿う、及び／又は、少なくとも１つの比較的圧力がかかったジェロータセルと装置の中央領域、すなわち、キャビティとの間に隣合う部分に沿う、コントロールされた漏洩経路(leakage path)を具える（「比較的圧力がかかっている」とは、流体圧力が装置の中心部分より十分に大きいために流体がセルからそこに流入するということである）。この漏洩経路は、隣合う面の一方、又は両方に配置することができる。ステータの中心軸４２の周りの軌道旋回(orbiting)運動によってロータ４５が動くと、ロータローブの間の内側の谷４８は、隣合う部分の内側限界円４９を画定する（図２１参照）。好適な実施形態の主な図１乃至―２０中のこの内側限界円４９は、摩耗プレート２７の中心開口５１の直径と実質的に同一であることに注目されたい。これは図１に最も良く示されている。この理由は、実施形態に開示された２つの間の実際の違いは、僅かに０．０１８インチであるということである（1.298イン チに対して1.280インチ）。他の装置では、２つの数字はより顕著に異なるであ ろう。より明らかな相違については、図２１を参照されたい。この内側円４９は、谷４８によって（従って、ジェロータセル４７によって）スイープ(sweep)さ れる、ロータローブの間の最も内側の延長部を画定する。
【００１９】
本発明には、少なくともこの内側円４９から圧力装置１０の中央領域５２まで延びる流体流路スロット５０がある。これは、比較的高圧のセル４７から或る量の流体が寄生的に抽出されて中央領域５２に流入することを許す。これは、冷却機能に加えて、圧力装置１０の重要な可動部品を潤滑することに役立つ。
【００２０】
好適には、少なくとも１つの比較的高圧ジェロータセル４７（さらに好適には、複数のものが順次）からこの内側円４９より大きくない開口への漏洩経路がある。どの高い圧力セルを選択してもよいが、好適には、デッドセルに隣合うセル４７が使用される（デッドセルは、いずれのポートにも接続されておらず、以前、より高い圧力に連結されていたなら より低い圧力に連結されるまでそのままの状態を維持するセルである）。このことは、容積効率の重大な損失なしに、デッドセルからより多い流量をもたらす。
【００２１】
もし、漏洩コントロール経路が静止部分（摩耗プレートのような）に配置されると、その経路は、少なくとも、上死点に位置するロータのデッドセルまで外側に延びていなければならない（図７参照）。理想的には、この漏洩経路の外側の延長部は、装置の最大圧力をシールするため、ロータローブの外端部によってスイープされる距離よりも小さい距離で延びており、装置中の殆どの高圧に対してシールをもたらす。その理由は、すべてのセルが流体的に装置の中心領域（そして、他の漏洩経路を経由して互いに）に接続される場合に発生する容積効率の損失を低減するということであるが、或る状況の下では、そのような接続が望ましいこともあろう（例えば、小さい漏洩経路、及び／又は、より大きい流体流量の必要性）。
【００２２】
比較的高圧の潤滑流体の連続的な供給を確実にするため、漏洩経路は、隣合うセル中にも延びていることが好適である（図１と図７の双方向圧力装置において次に加圧されると想定した場合、１０時３０分の位置にあるセル−公知の一方向圧力装置では、１つだけが必要とされるであろう）。さらに好適には、この経路は、ロータが下死点（図６参照）に位置する状態で隣合う経路が過渡状態５４にあるセル（図６の１１時の位置）中に延び、さらに、漏洩が始まろうとしているセル（図６の９時３０分の位置）にもクロスオーバーして延びる（再度、次に加圧がなされると想定）。これらの追加接続は、必須ではないが、装置の潤滑機能を容易にする。静止部分中にある漏洩経路が内側へ延びることは、漏洩経路がアクティブの状態において圧力装置の中心キャビティ中に延びる限り、重要でないことに注意されたい。追加的内部延長は、装置の操作を損なうものではないであろう。
この好適な実施形態では、１分当たり、僅か０．５galが使用される。漏洩経 路を具えたセルの数は、このようにして、連続した流れを与えるのための最小限度に保たれる。この連続した流れは、定常的な潤滑機能をもたらす。
【００２３】
この漏洩経路の背後にあるパラメータは、図２１中に例示される。この図は図７に似ているが、説明を簡単にするため、中央領域５２の直径５１Ａが小さくされている。第１のパラメータは、ロータローブ４４間にある谷４８によって画定される内側限界円の半径１である。この半径１は、ジェロータ圧力装置１０の中心軸４２に向かうジェロータセル４７の内側延長を定める。第２のパラメータは、中心領域５２の外側延長を定める中心開口５１の半径２である。この半径２は、領域５２の潤滑のために漏洩経路５０が延びるべき位置を定める。この半径２は、装置によってかなり異なるであろう。漏洩経路５０自体は、距離３（すなわち、半径１マイナス半径２）を横切って、４９から５１（図２１の５１Ａ）まで延びている。内側限界円４９からのさらなる外側の延びは、その漏洩経路を、それぞれのジェロータセルに、より早く、そしてより長時間接続する（もしロータローブ４４の外側位置を越えて延びると、連続的漏洩にさらされる）。この一例は、ベクトル４に沿った経路５０の延びであろう。この延びがあると、各ジェロータセルは、デッドポケットになる前に、中央領域５２に連結され、そして、このベクトル４に沿った延びが内側限界円で止まった場合より長い間、連結されるであろう。
【００２４】
容積効率を甚だしく害しないで潤滑するためには、さらなる外側への適度の延びとともに、横方向の延び５６の拡張（又は、１つのセル当たり多くの流路を使用すること）が好ましい（同様のファクタが、各ジェロータセルのための流路を具えないことによって調整されるであろう）。
【００２５】
設計技術は、後述のロータ中の漏洩流路（図８と９参照）の場合と同様である。唯一の相違は、経路がロータ谷４８から中央開口５１（５１Ａ）に接触すべくロータの内部に延びていることである。好適には、対称な双方向操作を与えるため、これは谷４８の中心で実現される。
【００２６】
図１の好適な実施形態において、漏洩経路５０は、ジェロータポケットの中心と整列した静止摩耗プレートに切込まれた「Ｔ」スロットである（図６と７参照）。スロットがそのように配置されていると、第２のよりアクティブなスロット５３とともに、上死点にあるロータのデッドポケットに連結された１つのスロットがあり、同時に、圧力装置の中心領域５２に漏洩する第２のよりアクティブなスロットがある（このスロットは、その中の流体圧力に依存するが、例として再度５３を選択した）。対応する下死点において（図６参照）、デッドポケットへの過渡状態５４にあるセルに延びる１つのスロットと、よりアクティブな第２のセル５５へ接続され始めた第２のスロットがある（再度、例として５４と５５をそれぞれ選択した）。両方の例において、セルへの相対圧力によっては、中央領域より低圧のセルに、小さな逆漏洩があるであろう。しかし, ケースドレインがあるため、この漏洩は最小のはずである。
【００２７】
経路５０の外側端における径方向の延長５６は、まっすぐ横方向に延びる流路の場合より、より長期にわたり、特定のセルへの漏洩量の増大をもたらす（すなわち、径方向の延び５６なしに）。これは、装置の中央領域５２への潤滑流体の流れを連続的にする。この延長部の長さは、特定のセルへの接続時間と接続されるセルの数を変更し、漏洩量を変更するために調整することができる。
【００２８】
摩耗プレート２７中の経路５０の位置は、バルブ部８０の回転バルブ中にある後述の圧力解放ケース排出機構からの軸方向の分離、及び、ジェロータ圧力装置１０の回転部との相対的な近接のために、後述のマニホルドの位置が好ましい。他の装置(前部ケースドレインを有するもの等)では、マニホルドが好適であろう。
【００２９】
開示された特定の摩耗プレートは、直径が３インチ、厚さが０．６５インチである。これは、直径およそ１．２８０インチの中央開口を含み、それに加えて、直径およそ２インチの軸受クリアランス溝を含む。直径０．３７５インチで、０．０３０から０．０４０インチまでの深さで、ジェロータ構造４０のロール４３の中心軸に並んだ直径２．３インチの円の円周上に等間隔に配置された７つの凹所２９がある。それに加えて、幅およそ０．４０インチ、深さ０．２５インチで、凹所２９と同じ直径の摩耗プレートの周囲に等間隔に配置された７つのバランス凹所３０がある。これらのバランス凹所３０の深さは、凹所２９と同じである。上記に加えて、流路スロット５０は、およそ０．０２０インチの幅で、０．０２０から０．０２５インチの深さで、摩耗プレートの中央開口から延びる。これらの流路スロット５０の上部にある「Ｔ」部５６は、径方向に０．２６０インチの幅で、軸方向に０．０２０インチの幅で延びている。これらの流路スロット５０の深さは、０．０２０から０．０２５インチである。異なるパラメータを有する異なる装置については、これらの寸法は変更されるであろう。
【００３０】
図示されたようなジェロータ油圧装置では、ジェロータセルの中に３つの基本的な圧力レベルがある。すなわち、１セットのジェロータセルはより高い圧力に接続されており、もう１セットのジェロータセルはより低い圧力に接続されており、１つのジェロータセル（デッドセル）は、より高い、或いはより低い圧力に接続されていない。この発明では、流路スロット５０が、中央の領域より高い圧力がかけられているジェロータセル４７から高い圧力流体を寄生的に排出するのであるが、その結果、必要な潤滑と冷却液を装置の残りの部分にもたらすことになる。開示される好適実施形態では、この漏洩は高い圧力にさらされるとともに付加的に最大容積に近付きつつあるジェロータセルから起き、かくして、圧力装置の容積効率をひどく犠牲にしないで所望の潤滑をもたらすことができる。この例は図６に見ることができ、ここでは、例えば、１１時の位置にあるセル５４は流路スロット５０に接続されているが、その他の７時３０分と９時３０分の位置にある高圧セルはそうではない（但し、既に述べたように、９時３０分の位置にある５５は丁度そのように接続されようとしている。）これらのセルは、全作動圧力、すなわち、2000〜4000PSIに加圧されているが、ジェロータ装置の中央領域５２はより低い圧力、すなわち、200 PSIにあるということにより、流体は容易にこのジェロータセルから流路５２を通じて流れ、かくして、所望の潤滑と冷却が得られることになる。
【００３１】
図７は、流路スロット５０の先端における「Ｔ」状部５６の目的を端的に示す本発明をさらに図示している。具体的には、実質的に１０時３０分の位置にあるセル５３から分かるように、「Ｔ」状部５６のために、この装置が放射状に延びる流路スロット５０のみを利用した場合よりも早く、高圧ジェロータセルへの内部接続が起きることになる。こうして、「Ｔ」の頂部は、高い圧力ジェロータセルとジェロータ装置の中央の領域５２との連通のために滞留時間を増加させ、その結果、より連続的な潤滑と冷却液の流れを確実にする。図６におけるように、１２時と１時３０分の間の接続はジェロータモータの容積効率を大きく低下させるものではないが、これは、これらのセルがデッドである（１２時のセル）か、又は比較的低い圧力（１時３０分のセル）の領域と接続されるという事実のためである。ケースドレインを別個に具えない装置においては、ジェロータ圧力装置１０の中央の領域５２は、これらの縮小中のジェロータセルを通して比較的低い圧力ポートと接続されるであろう、すなわち、そこに接続された漏洩流路スロット５０を通してセルに戻り方向の流れが生じることに注意されたい。いくつかのアプリケーションでは、関連する問題(より短いジェロータ構造の寿命のように)にも拘らず、これは役に立つかもしれない。
【００３２】
流路スロット５０は静止した箇所、摩耗プレート２７にあると図示されているが、流路スロット５０は同じ条件が充たされる限り、代わりに、或いは付加的に、ロータ４５に位置されてもよく、同じ条件とは、少なくとも１つの比較的高い圧力のジェロータセル４７から装置の中央領域５２への漏洩流路があるということである。このことは、小さな内側に延びる流路スロット５０Ａをロータ４５に、好適にはそのローブ４８の谷に、少なくとも１つが中央領域５２（図示した摩耗プレート２７の開口５１）に延びるような十分な長さで設け、かくして、所望の漏れをもたらすことで達成できよう。好ましくは、静止した実施形態について述べたような理由により、少なくとも２つを接続するのがよい。
【００３３】
この後者の構造が図８と９に、図６と７の場合と類似のロータの位置関係を利用して示されている。このユニットでは、流路スロット５０Ａは摩耗プレート２７の代わりにロータ４５に位置付けられている。この実施形態では、流路スロット５０Ａは２個の隣接するロータローブの間の谷４８から内部に設定距離だけ延びている。この設定距離は、各セル４７が比較的高い圧力を維持する間、少なくとも１つの流路スロット５０Ａが中央の領域とジェロータ圧力装置の中央領域５２と接続するように選択される。さらに、流路スロット５０Ａの長さを内側に延ばすと、より多くのセル４７を中央の領域５２と接続するであろう。これらの代替的流路スロット５０Ａは、図示されたように方向付けられ、図６と７の場合と同じような総合的な作動を提供することが好適である。さらに、流路の幅と深さを増加させると、どのセル４７からも中央の領域５２までの流体流量を増加させるであろう。開示された実施形態では、流路スロット５０Ａは長さが約０．２０インチで、幅が約０．０２インチで、深さが約０．２０−０．２５インチである。
【００３４】
装置を通る有効な潤滑の流れをもたらすために、或る種のケースドレインを設置することが望ましい。このケースドレインは、特に設置したケースドレインに後で説明する内側、外側流路に一連のバルブ付き流路を設けることによってなすことができ（バルブは比較的低い圧力のポートへの接続を確実にする）又はその他の知られた方法でもよい。好適な実施形態では、このケースドレインは、装置の主要バルブ８１における流路によってもたらされている（後述する流路）。
【００３５】
ポートプレート１００のマニホルド６０は、後述するバルブをジェロータ構造４０のジェロータセル４７に流体的に接続し、かくして、圧力装置１０に動力を発生させる機能をしている。
【００３６】
開示された特定の実施形態では、バルブが回転しないので、位相補償は必要ない。そういうものとして、バルブ通路６２は、まっすぐマニホルド６０を通って延びることができる。開示された特定のマニホルドは、直接、ステータ４１のロール４３の中心に置かれた凹み６４を含む。これらは、そのようなロール４３にかかる軸方向の圧力を減少させるように機能する（摩耗プレート２７の対応する凹み２９はロール４３の反対側で同様に機能する）。さらに、マニホルド開口６３は、ジェロータセル４７との接続部において、マニホルドの他の側におけるバルブ流路６２の開口６１に対して広げられている（図１０を図１１と対比されたい）。（摩耗プレート２７のバランス凹み３０はロータ４５の他の側における圧力を部分的に等しくする機能を果たす。）摩耗プレート２７の場合のように、マニホルド６０の軸方向長さはポートプレートのキャビティ６５の軸方向長さより大きく、好適実施形態では、約０．００３インチである。このことは、ジェロータ構造４０を両側で実質的に等しい圧力でクランプすることに役立ち、かくして、漏れを減少させて、圧力装置の総合的効率を改良することができる。同様に、マニホルド６０は、既に説明した理由のため、粉末金属構造のものである。
【００３７】
バルブ部８０は、ジェロータ構造を選択的に圧力及び戻りポートに接続する。 開示された特定のバルブは、５枚の異なったプレート（図１３−１７、２０）の選択された集まりを含む多板のものである。特定のバルブ８１は、１１枚の板の集まりで、２枚のコミュニケーションプレート８２、５枚のトランスファプレート８３−８４、１枚の径方向トランスファプレート８５、及び３枚のバブルプレート８６からなる。この多板構造の使用により、流体の流路として利用できる各開口の断面積は単一の板構造の場合より大きくできる。
【００３８】
コミュニケーションプレート８２は区画化された内部領域８８を含み、これはポートプレート１１０の内側ポート１１１に直接連通する。また、このコミュニケーションプレート８２は、６つの外側領域８９を含み、これらは、外側ポート１１３と連通する。その結果、このプレートは、主として、ジェロータ圧力装置１０の圧力及びリターンポートとバルブ８１とを接続する機能を果たす。
【００３９】
バルブプレート８６における必要な交番(alternating)流路１０５、１０６を 具えるために、第１と第２のトランスファプレート８３，８４は内側領域８８と外側領域８９から流体をシフトさせる。
【００４０】
第１のトランスファプレート８３は、一連の３つの第１中間流路９０を含み、これらが内側の領域８８から流体を外方向へ移し始める。また、それは一連の６つの外側流路９１を含み、これらがコミュニケーションプレートにおける外側領域８９と連通し横方向に流体を移す。外側のポート１１３が直接バルブ８１を囲んでいるので、これらの外側流路９１は外側ポート１１３と連通する機能もある。
【００４１】
２番目のトランスファプレート８４は、コミュニケーションプレート８２の内側と外側の領域からの流体の動きを完了させる。それはコミュニケーションプレート８２の内側領域８８からの流体の径方向の運きを終了するように機能する一連の３つの第２の中間的通路９３によってこれを終了させる。１セットの第３の外側の通路９４は、そこから流体の横方向の動きを終了させるためにトランスファプレート８３の第２の外側流路９１と連通する。再び、外側のポート１１３がバルブを囲んでいるので、第３の外側の流路９４も直接外側ポート１１３と連通する。
【００４２】
径方向のトランスファプレート８５は、バルブプレート８６において通路を交番的にバルブ切換えすることに備えるために２番目の中間的な流路９３を区分する。これは、カバー部分９６によってそのような通路９３の中央にもたらされる。これは、その交互のプレースメントを開始するために２つの通路９７，９８を切り離す。
【００４３】
バルブプレート８６は、一連の交番流路１０５，１０６を有し、これらがコミュニケーションプレート８２の内側領域８８と外側領域８９を終端させ、装置におけるバルブ開口の正確なプレースメントに必要な流路を完成させる。バルブプレート８６において、交互のバルブ流路の最初のもの１０５がかくして内側のポート１１１に接続され、その間、交互のバルブ流路の第２のもの１０６が上述した流路によって外側のポート１１３に接続される。
【００４４】
４つのバルブプレート８６を使用することは、バルブ８１を回転させるバルブスティックに、確実で信頼できる接続をもたらす。
【００４５】
既に述べたように、上記の機能に加えて、バブル部８０は、ジェロータ圧力装置の中央の領域５２のための圧力解放／ケースドレイン機構を含む。
【００４６】
特定の圧力解放機構は、３つの貫通穴１００，１０１，１０２を含み、このうち、１００と１０２がボール式逆止弁を伴う。穴１００，１０１，１０２はコミュニケーションプレート８２と２つのトランスファプレート８３，８４を貫通している。これらの穴は、穴１００にある２つのボール式逆止弁１０７に物理的位置をもたらすことに加えて、バルブ流路に８ｌに流体が流れることを許容する（後述するバランスリング１２０はそれぞれの穴にボール１０７を保持する。）。穴１００，１０２は、選択的に、中央の領域５２を、最も低い相対圧力をボール式逆止弁に有する内側のポート１１１か外側ポート１１３に接続する。バルブ１００，１０２が径方向と周方向に延びていることは、ボールがプレート８４に着座していない時においてボール１０７をバイパスさせることによって後述するバランスリング１２０に対するボールのチャタリングを減少させる。このことは、中央領域５２と油圧装置のキャビティ２５のための自己充足的なケースドレインとなり、その中での流体の循環と圧力低下をもたらすことになる。
【００４７】
３つの穴のうちでは、最も外の１０２は外側のポート１１３と接続され、中央穴１０１は後述するバランスピストンのランドでカバーされる領域をスイープし、その間、最も内側の穴１００は内側のポート１１１に接続される。穴１００，１０１，１０２がすべて流路１０３、１０４によってそれぞれ中央領域に接続されるという事実（図１６）のために、中央の領域５２にある流体は最も低い相対圧力を持っているポートに自由に流れる。中央穴１０１それ自体は、後述するバランスピストン１２０を、中央領域５２と、それを通してケースドレインに接続すべく、バランスピストン１２０の表面のランドの間で常にバルブ作用なしの連通をしている。
【００４８】
これらの圧力解放バルブを回転するバルブと統合することによって, ジェロータ圧力装置の総合的な複雑さとコストが削減される。この発明には、他のタイプのケースドレインを利用することができる。
【００４９】
バルブ８１自体は、ロータ４５に接続されたバルブスティックによって、その結果、駆動軸の揺動スティック３６を通して、回転させられる。これは、バルブ８１の正確なタイミングと回転をもたらす。
【００５０】
バルブ８１のポートプレート１１０側にあるバランスピストン１２０は、外側のポート１１３と内面のポート１１１を切り離して、その結果、装置の効率的な操作をもたらす。このバランスリングは、「流体作動モータ」と題する米国特許第3,572,298号に示されるものと実質的に同じである。バランスピストンの後ろ のポケットに位置する一連のスプリングがバルブ８１に対してピストンを付勢し、マニホルド６０かピストン１２０のどちらかからのバルブ８１の軸方向の分離の危険を減少させている。
【００５１】
ポートプレート１１０は、圧力と戻りポート（図示せず。）に位置をもたらすことに加えて、バルブ作用部８Ｏへの物理的な位置付けとして機能する。その結果、それはジェロータ圧力装置１０を完成させる。
【００５２】
或る程度の具体性で好適な実施形態について本発明を記述したが、特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの変更を行うことができることが理解されるべきである。
【００５３】
この例が図２に示されており、ここでは、軸受ハウジング２０とジェロータ構造４０は、ホワイトのモデルＲＳモータで使用されているものと実質的に同じである。主要な違いは、ホワイトのモデルＲＳモータでは、駆動軸３０が軸受ハウジング２０の角度付き穴と組合わされて回転弁として利用されるが、図２のものは図１のバルブを使用することである。ホワイトのモデルＲＳモータの重要な作用は、「回転式流体圧力装置」と題する、米国特許第4,285,643号に記載されて いる。主要な違いは、バルブとして回転軸を使用せず、軸受ハウジング２０における、或る一定の加工ステップの排除である。
【００５４】
また、この発明は、他の隣接している領域より高い相対的圧力の室又はセルを持つ如何なる流体装置にも組込まれることができる。油圧ジェロータモータの例としては、ホワイトのモデルＲＳ(米国特許第4,285.643号)、ホワイトのモデル ＲＥ(米国特許第4,357,133号、第4,877,383号)、ＴＲＷ社のＭシリーズ (米国特許第3,452,680号)、イートンの装置 (この明細書の従来技術の箇所で述べた）及び、回転するロータユニット、回転するステータユニット、軌道旋回するステータユニット、その他の装置があり、この発明は、バルブ作用のタイプやその他の構造上の相違には関係がない。
また、特許請求の範囲に記載された発明から逸脱することなく他の変更も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施した油圧装置の軸方向断面図。
【図２】 本発明による油圧モータの代替実施形態の軸方向断面図。
【図３】 図１の油圧ジェロータの３−３線に沿った横断面図。
【図４】 図１の実施形態の摩耗プレートの４−４線での側面図。
【図５】 図４の摩耗プレートの５−５線での横断面図。
【図６】 下死点のロータ位置で図４の摩耗プレートの上に重ねた、図３のジェロータ装置の概念図。
【図７】 上死点のロータ位置で図４の摩耗プレートの上に重ねた、図３のジェロータ装置の概念図。
【図８】 摩耗プレートの代わりにロータに潤滑流体流路を具えた図３のジェロータ構造の図６図に似た概念図。
【図９】 摩耗プレートの代わりにロータに潤滑流体経路を具えた図３のジェロータ構造の図７に似た概念図。
【図１０】 図１の実施形態のマニホルドプレートの１０−１０線での側面図。
【図１１】 図１２中の１１−１１線に沿った図１０のマニホルドプレートの側面図。
【図１２】 図１０のマニホルドプレートの１２−１２線での側部の横断面図。
【図１３】 図１のジェロータ装置の回転バルブのプレートの選択的な横断面図。
【図１４】 図１のジェロータ装置の回転バルブのプレートの選択的な横断面図。
【図１５】 図１のジェロータ装置の回転バルブのプレートの選択的な横断面図。
【図１６】 図１のジェロータ装置の回転バルブのプレートの選択的な横断面図。
【図１７】 図１のジェロータ装置の回転バルブのプレートの選択的な横断面図。
【図１８】 図１の装置のバイアスピストンの１８−１８線に沿った正面図。
【図１９】 図１８のバイアスピストンの１９―１９線に沿った横断面図。
【図２０】 適切な順番と数で分離されたバルブプレートの斜視図。
【図２１】 本発明の好適なパラメータを強調した、図７を変形した拡大図。

Claims (17)

1. 潤滑経路を有するジェロータモータであって、
   該ジェロータモータは、ハウジングの表面に接触する表面を具え軌道を旋回するロータ、実質的にその長手軸に沿ったハウジングの中の中央領域、及び前記中央領域より相対的に高い圧力の少なくとも１つのジェロータセルを有し、
   前記潤滑経路は流路スロットからなり、該流路スロットは、前記ロータの面の１つ又は前記ハウジングの表面に位置し、該流路スロットが、すべてのジェロータセルではなく、前記相対的に高い圧力のジェロータセルを前記中央領域に連結していることを特徴とする、
   潤滑経路を有するジェロータモータ。
2. 前記ジェロータ装置が、前記中央領域より相対的に高い圧力のデッドセルを有し、前記流路スロットが少なくとも前記デッドセルを前記中央領域に連結する、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
3. 前記ロータが前記ハウジングの中の静止した表面に隣合って位置し、前記流路スロットが前記ハウジングの静止した表面に位置する、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
4. 前記ロータが駆動開口とその間に谷があるローブとを有し、前記流路スロットが前記ロータの面において前記谷から前記駆動開口に延びていることを特徴とする、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
5. 前記ロータがその間に少なくとも１つの谷を具えたローブを有し、前記ロータの軌道旋回が前記谷に内側限界円を描かせ前記谷が前記ジェロータモータに関してデッドセル位置を有し、前記流路スロットが前記ハウジングにおいて少なくとも前記デッドセルにおける内側限界円から前記中央領域に延びることを特徴とする、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
6. 前記流路スロットが外端を有し、該外端が径方向に延びる延長部を有する、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
7. 前記流路スロットが外端を有し、該外端が径方向に延びる延長部を有する、請求項５の潤滑経路を有するジェロータモータ。
8. 前記ジェロータモータがバルブを有し、ケースドレインが付加され該ケースドレインが前記バルブを貫通する流路を含む、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
9. 複数のジェロータセルと複数の流路スロットがある、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
10. 前記ジェロータモータがデッドセルを有し、前記流路スロットが前記デッドセルに隣合うジェロータセルに少なくとも接続する、請求項１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
11. 潤滑経路を有するジェロータモータであって、
    該ジェロータモータは、ステータと、ハウジングの表面に接触する表面を具えた軌道を描くロータを有し、
    前記ロータがその間に少なくとも１つの谷を具えたローブを有し、前記ロータの軌道旋回が前記谷に内側限界円を描かせ、
    前記ハウジング内の中央領域が実質的に前記ハウジングの長手軸に沿う開口を具え、少なくとも１つのジェロータセルが前記中央領域より相対的に高い圧力を有し、前記潤滑経路が流路スロットからなり、該流路スロットが前記ロータの表面又は前記ハウジングの表面に位置し、前記流路スロットが少なくとも前記内側限界円から前記中央領域に延び、さらに、前記流路スロットが、すべてのジェロータセルではなく、前記相対的に高い圧力のジェロータセルを前記中央領域に連結していることを特徴とする、
    潤滑経路を有するジェロータモータ。
12. 前記モータがデッドセルを有し、前記流路スロットが前記デッドセルに隣合
    うジェロータセルに少なくとも接続する、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
13. 前記ロータが前記ハウジングの静止表面に隣合って位置付けられ、前記流路スロットが前記ハウジングの前記静止表面に位置している、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
14. 前記流路スロットが前記ロータの表面において谷から延びている、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
15. 前記流路スロットが外端を有し、該外端が径方向に延びる延長部を有する、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
16. 前記モータがバルブを有し、前記バルブを通る流路を具えたケースドレインが付加されていることを特徴とする、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。
17. 複数のジェロータセルと複数の流路スロットを有することを特徴とする、請求項１１の潤滑経路を有するジェロータモータ。

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