JP7083679B2 - 流体モータ - Google Patents

Description

本発明は、流体モータに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、流体を供給されることで回転を出力する流体モータが知られている。特許文献１に開示された流体モータは、アキシャルピストン型の機器として構成されている。アキシャルピストン型流体モータは、ケースと、ケース内に収納された回転可能なシリンダブロックと、シリンダブロックに形成されたシリンダ室に摺動可能に挿入されたピストンと、ケースとシリンダブロックとの間に介装された状態でケースに取付けられるタイミングプレートと、を有している。タイミングプレートは、一対の流体ポートを有している。一方の流体ポートが流体圧源に接続し、他方の流体ポートがタンクに接続する。シリンダブロックには、タイミングプレートに向けて開口し且つシリンダ室に接続した接続ポートが形成されている。接続ポートは、シリンダブロックの回転にともなって、流体ポートに接続し、流体圧源またはタンクとシリンダ室との間の流路を形成する。

シリンダ室が流体圧源に通じることで、シリンダ室内へ流体が供給されて、ピストンがシリンダブロックから軸方向に前進する。また、シリンダ室がタンクに通じることで、シリンダ室内から流体が排出可能となり、ピストンが軸方向に後退することができる。一方、ピストンのシリンダブロックからの突出量は、シリンダブロックの回転位置に応じて制御される。特許文献１に開示された流体モータは、斜板式として構成されている。すなわち、軸方向に対して傾斜した傾斜面を有する斜板が、軸方向にピストンと対向して配置されている。したがって、流体圧によって駆動されるピストンが斜板の斜面に作用して、シリンダブロックの回転を引き起こす。シリンダブロックの回転にともない、ピストンは、シリンダブロックの回転中、その頭部が斜面に沿って移動するよう、軸方向に前進または後退する。

なお、シリンダ室内での急激且つ大幅な圧力変動を防止する目的から、各流体ポートの両端部に、接続ポートの移動経路に沿って延びる切欠溝が形成されている。

特開平９－２８７５５２号公報

ところが、このような流体モータを使用した場合、シリンダブロックの回転軸線を中心として特定の切欠溝と点対称な領域と同一となる周方向領域において、シリンダブロックの周縁部とタイミングプレートとの間に傷や焼き付きが発生することがあった。本発明はこのような点を考慮してなされたものであって、流体モータにおけるシリンダブロックの周縁部とタイミングプレートとの間の傷や焼き付きの発生を効果的に防止することを目的とする。

本発明による第１の流体モータは、
ケースと、
回転軸線を中心として回転可能に前記ケースに支持された軸部材と、
シリンダ室を形成され、前記ケース内で前記軸部材とともに回転可能なシリンダブロックと、
前記ケースに支持されて前記ケースと前記シリンダブロックとの間に位置し、前記シリンダブロックの回転に応じて前記シリンダ室と接続する一対の流体ポートを形成されたタイミングプレートと、
前記シリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、を備え、
前記タイミングプレートは、前記ケースに形成された流体流路を介して流体圧源に接続されて高圧側となる一方の流体ポートの、前記シリンダブロックの回転にともなって前記シリンダ室と先に対面するようになる前側端部に接続して、他方の流体ポートに向けて延びる切欠溝を有し、
前記タイミングプレートは、その周縁部のうちの、前記切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と周方向において同一位置となる部分が、前記軸方向における前記シリンダブロックとは逆側へ移動可能となるように、前記ケースは、前記タイミングプレートの前記部分の移動時に、前記部分を受け入れる受容部を有する。

本発明による第２の流体モータは、
ケースと、
回転軸線を中心として回転可能に前記ケースに支持された軸部材と、
シリンダ室を形成され、前記ケース内で前記軸部材とともに回転可能なシリンダブロックと、
前記ケースに支持されて前記ケースと前記シリンダブロックとの間に位置し、前記シリンダブロックの回転に応じて前記シリンダ室と接続する一対の流体ポートを形成されたタイミングプレートと、
前記シリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、を備え、
前記タイミングプレートは、前記ケースに形成された流体流路を介して流体圧源に接続されて高圧側となる一方の流体ポートの、前記シリンダブロックの回転にともなって前記シリンダ室と先に対面するようになる前側端部に接続して、他方の流体ポートに向けて延びる切欠溝を有し、
前記ケースの前記タイミングプレートに対面する面は、径方向において前記タイミングプレートの周縁と同一となる位置であって且つ前記切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と周方向において同一となる位置に、前記タイミングプレートから前記軸方向に離間した受容部を有する。

本発明による第１又は第２の流体モータにおいて、前記ケースの前記タイミングプレートに対面する面は、前記軸部材の端部を収容する支持凹部と、前記支持凹部に通じる流体通路と、を有し、前記受容部は、前記流体通路の一部分によって形成されていてもよい。

本発明による第１又は第２の流体モータにおいて、前記流体通路は、前記受容部を形成する部分で拡幅していてもよい。

本発明による第１又は第２の流体モータにおいて、前記受容部の前記周方向の両端部の各々と前記回転軸線とを通過する二つの直線の間に、前記切欠溝の全体が位置するようにしてもよい。

本発明による第３の流体モータは、
第１流体流路および第２流体流路を形成された前記ケースと、
回転軸線を中心として回転可能に前記ケースに支持された軸部材と、
前記回転軸線と平行な軸方向における一側に開口したシリンダ室と、前記シリンダ室に接続し前記軸方向における他側に開口した接続ポートと、を形成され、前記ケース内で前記軸部材とともに回転可能なシリンダブロックと、
前記シリンダ室内に移動可能に配置されたピストンと、
前記ケースに支持され、前記ケースと前記シリンダブロックとの間に位置するタイミングプレートと、を備え、
前記タイミングプレートは、前記軸方向における前記一側を向く一側面に開口し且つ当該タイミングプレートを貫通して前記第１流体流路に通じる第１流体ポートと、前記一側面に開口し且つ当該タイミングプレートを貫通して前記第２流体流路に通じる第２流体ポートと、前記一側面に形成され前記第１流体ポートの端部に接続した第１切欠溝と、前記一側面に形成され前記第２流体ポートの端部に接続した第２切欠溝と、を有し、
前記接続ポートは、前記シリンダブロックの回転にともなって、前記第１流体ポート、前記第２流体ポート、前記第１切欠溝および前記第２切欠溝に軸方向から対面する位置を移動して、前記シリンダ室と第１流体流路または第２流体流路との間の流路を形成し、
前記第１流体ポート及び前記第２流体ポートは、前記シリンダ室内に最も入り込んだピストンと前記軸方向に重なる第１基準位置と、前記シリンダ室内から最も突出した前記ピストンと前記軸方向に重なる第２基準位置と、を結ぶ直線を挟んで反対側に位置し、前記第１切欠溝は、前記第１基準位置に近接する側となる前記第１流体ポートの端部に接続し、前記第２切欠溝は、前記第１基準位置に近接する側となる前記第２流体ポートの端部に接続し、
前記ケースの前記タイミングプレートに対面する面は、前記回転軸線を中心とした径方向において前記タイミングプレートの周縁と同一となる位置であって且つ前記第１切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と前記周方向において同一となる位置と、前記径方向において前記タイミングプレートの周縁と同一となる位置であって且つ前記第２切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と前記周方向において同一となる位置とに、前記タイミングプレートから前記軸方向における前記他側へ離間した受容部を、有する。

本発明によれば、流体モータにおけるシリンダブロックの周縁部とタイミングプレートとの間に傷や焼き付きが発生することを効果的に防止することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、流体モータを示す縦断面図である。 図２は、タイミングプレートの一側面を示す平面図である。 図３は、軸方向における一側からケース蓋体を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面に示される要素には、理解を容易にするために、サイズ及び縮尺等が実際のそれらと異なって示されている要素が含まれうる。

以下に説明する流体モータ１０は、アキシャルピストン型の機器として機能し、流体を供給されることで回転を出力する。図示された流体モータ１０は、斜板式の流体モータとして構成されている。流体モータ１０は、典型的には建設機械が備える走行用装置における駆動装置として使用可能であるが、他の用途に適用されてもよく、その用途は特に限定されない。

斜板式として図示された流体モータ１０は、主たる構成要素として、ケース２０、軸部材３０、シリンダブロック４０、ピストン５０、タイミングプレート６０及び斜板７０を有している。以下、各構成要素について説明していく。

ケース２０は、ケース本体２１と、ケース本体２１に固定されたケース蓋体２２とを有している。ケース本体２１は、概ね、一端を閉鎖され他端で開口した筒状に形成されている。ケース蓋体２２は、ケース本体２１の開口を塞ぐよう、ボルト等の締結具を用いてケース本体２１に固定されている。ケース２０は、その内部に収容空間Ｓを形成している。収容空間Ｓ内に、シリンダブロック４０、ピストン５０、タイミングプレート６０、斜板７０が配置されている。

軸部材３０は、ケース２０によって回転可能に保持されている。ケース２０内には、一対の軸受３１が設けられている。軸部材３０は、軸受３１によって、その中心軸線を回転軸線ＲＡとして回転することができる。軸部材３０の一方の端部３０ａは、ケース２０に設けられた貫通孔を通過してケース２０外へ延び出している。軸部材３０がケース２０を貫通する部分において、ケース２０と軸部材３０との間にはシール部材３２が設けられ、流体、例えば潤滑油のケース２０外への流出を防止している。軸部材３０のケース２０から延び出した部分３０ａは、例えば減速機等の外部の機器に接続される。すなわち、軸部材３０は、回転を出力する出力要素として機能する。

なお、以下において、この回転軸線ＲＡと平行な方向を軸方向ＡＤと呼び、回転軸線ＲＡを中心とした円周方向を周方向ＣＤと呼び、回転軸線ＲＡに直交する方向を径方向ＲＤと呼ぶ。また、軸部材３０のケース２０外に位置する端部３０ａの側を、回転軸線ＲＡにおける一側と呼び、軸部材３０のケース２０内に位置する端部の側を、回転軸線ＲＡにおける他側と呼ぶ。

次に、シリンダブロック４０について説明する。シリンダブロック４０は、回転軸線ＲＡを中心として配置された円柱状または円筒状の形状を有している。シリンダブロック４０は、軸部材３０によって貫通されている。シリンダブロック４０は、軸部材３０に対して固定されている。したがって、シリンダブロック４０は、軸部材３０と同期して、回転軸線ＲＡを中心として回転することができる。

シリンダブロック４０には、複数のシリンダ室４１が形成されている。複数のシリンダ室４１は、回転軸線ＲＡを中心とした周方向ＣＤに沿って等間隔で配列されている。また、各シリンダ室４１は回転軸線に沿って設けられ、ここでは、回転軸線と平行の軸方向に設けられている。各シリンダ室４１は、軸方向ＡＤにおける一側に開口している。また、各シリンダ室４１に対応して接続ポート４２が形成されている。接続ポート４２は、シリンダ室４１を回転軸線ＲＡにおける他側に開放している。

各シリンダ室４１に対応して、ピストン５０が設けられている。各ピストン５０の一部分が、シリンダ室４１内に配置されている。各ピストン５０は、対応するシリンダ室４１から軸方向ＡＤにおける一側に延び出している。ピストン５０は、シリンダブロック４０に対して軸方向に移動することができる。すなわち、ピストン５０は、軸方向ＡＤにおける一側に前進して、シリンダ室４１の容積を拡大することができる。また、ピストン５０は、軸方向ＡＤにおける他側に後退して、シリンダ室４１の容積を縮小することができる。

斜板７０は、ケース２０によって保持されている。斜板７０は、シリンダブロック４０及びピストン５０に軸方向ＡＤにおける一側から対向して配置されている。軸部材３０は、斜板７０を貫通している。斜板７０は、軸方向ＡＤに垂直な面に対して傾斜した斜面７１を有している。斜面７１は、シリンダブロック４０及びピストン５０に向かい合っている。斜板７０の斜面７１上に、シュー７３が設けられている。シュー７３は、ピストン５０の頭部を保持している。具体的な構成として、ピストン５０の一側端となる頭部は球状に形成されている。シュー７３は、球状の頭部の略半分を収容可能な穴を有している。

ピストン５０の頭部を保持したシュー７３は、斜板７０の斜面７１上を摺動可能となっている。シリンダ室４１内に流体が供給されると、ピストン５０は、シリンダブロック４０から斜板７０側へ前進する。このとき、ピストン５０を保持するシリンダブロック４０が回転して、当該ピストン５０は斜板７０の厚肉部７０ａ上から薄肉部７０ｂ上へと移動する。シリンダ室４１内から流体が排出されると、ピストン５０は、シリンダブロック４０内へと後退する。このとき、ピストン５０を保持するシリンダブロック４０が回転して、当該ピストン５０は斜板７０の薄肉部７０ｂ上から厚肉部７０ａ上へと移動する。

流体モータ１０は、ケース２０内に配置されたリテーナプレート３４をさらに有している。リテーナプレート３４は、リング状かつプレート状の部材である。リテーナプレート３４は、軸部材３０によって貫通され、軸部材３０上に支持されている。軸部材３０のリテーナプレート３４を支持する部分３０ｂは、曲面状に形成されている。このため、リテーナプレート３４は、軸部材３０上に支持された状態で、向きを変えることができる。図１に示すように、プレート状のリテーナプレート３４は、斜板７０の斜面７１に沿うように傾斜している。そして、リテーナプレート３４は、軸方向ＡＤにおける他側からすべてのシュー７３に接触している。

また、軸部材３０とリテーナプレート３４との間には、スプリング等からなる付勢部材３５が設けられている。付勢部材３５によって、リテーナプレート３４は、軸方向ＡＤにおける一側に付勢される。この結果、リテーナプレート３４は、シュー７３及びピストン５０を斜板７０の斜面７１に向けて押圧することができる。また、付勢部材３５によって、軸部材３０は、シリンダブロック４０とともに、軸方向ＡＤにおける他側に付勢される。この結果、シリンダブロック４０は、タイミングプレート６０に向けて押圧されるようになる。

タイミングプレート６０は、シリンダブロック４０よりも軸方向ＡＤにおける他側において、シリンダブロック４０とケース２０との間に位置している。シリンダブロック４０は、ピン等の固定具を介して、回転不可能にケース蓋体２２に保持されている。タイミングプレート６０は、リング状かつプレート状に形成されている。タイミングプレート６０は、その中央に貫通孔を有している。軸部材３０は、この貫通孔を通過して、タイミングプレート６０を貫通している。上述したように、付勢部材３５によって、シリンダブロック４０が、タイミングプレート６０に当接している。また、タイミングプレート６０は、ケース２０のケース蓋体２２に当接している。つまり、タイミングプレート６０の一側を向く一側面６０ａは、シリンダブロック４０と接触し、タイミングプレート６０の他側を向く他側面６０ｂは、ケース２０のケース蓋体２２と接触している。

ここで、図２は、一側面６０ａの側から、タイミングプレート６０を示している。図２において、第１基準位置ｐ１は、シリンダ室４１内に最も入り込んだピストン５０と軸方向ＡＤに重なる位置である。言い換えると、第１基準位置ｐ１は、下死点に位置するピストン５０の中心位置を軸方向ＡＤに投影した位置である。一方、図２において、第２基準位置ｐ２は、シリンダ室４１内から最も突出したピストン５０（上死点に位置するピストン５０）と軸方向ＡＤに重なる位置である。

図２に示すように、タイミングプレート６０には、第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂが形成されている。第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂは、回転軸線ＲＡを中心とした円弧に沿って延びている。第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂは、一側面６０ａにおいて、周方向ＣＤに延びる開口を形成している。第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂは、タイミングプレート６０を貫通している。第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂは、第１基準位置ｐ１及び第２基準位置ｐ２を結ぶ直線ｖｌを挟んで互いから反対側となる領域に設けられている。第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂは、図２に示された例において、回転軸線ＲＡを中心として点対称な構成（配置および形状）を有している。シリンダブロック４０の接続ポート４２は、シリンダブロック４０の回転にともなって、第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂに軸方向ＡＤから対面する位置を移動する。これにより、第１流体ポート６１ａまたは第２流体ポート６１ｂを介して、シリンダ室４１と第１流体流路ｆｐ１または第２流体流路ｆｐ２との間に、流体の流路が形成される。

図３は、軸方向ＡＤにおける一側からケース蓋体２２を示している。すなわち、ケース蓋体２２のタイミングプレート６０に対面する面２４を示している。ケース２０には、第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２が形成されている。第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２は、図３に示された例において、ケース蓋体２２に開口している。そして、ケース２０の第１流体流路ｆｐ１は、タイミングプレート６０の第１流体ポート６１ａと常時接続している。ケース２０の第２流体流路ｆｐ２は、タイミングプレート６０の第２流体ポート６１ｂと常時接続している。第１流体流路ｆｐ１は、流体ポンプ等の流体圧源及びタンクの一方に接続し、第２流体流路ｆｐ２は、流体ポンプ等の流体圧源及びタンクの他方に接続する。第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２と、流体圧源及びタンクとの接続は、図示しない切換弁を介して、切り換え可能となっている。すなわち、第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２の一方が、流体圧源に接続されて、高圧（供給）側となる。また、第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２の他方が、タンクに接続されて、低圧（排出）側となる。さらに、切換弁は、第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２を、流体圧源及びタンクの両方から遮断して、中立とすることも可能である。

第１流体流路ｆｐ１が流体圧源に接続されて高圧側になり、第２流体流路ｆｐ２がタンクに接続されて低圧側になると、直線ｖｌの一方の側（図２の右側）に位置するシリンダ室４１は、接続ポート４２及び第１流体ポート６１ａを介して第１流体流路ｆｐ１に接続し、流体を供給される。したがって、図２の直線ｖｌの一方の側に位置するピストン５０は、シリンダブロック４０から軸方向ＡＤにおける一側に前進する。このとき、前進するピストン５０が、周方向ＣＤにおいて、シリンダブロック４０から最も突出し得る第２基準位置ｐ２に向かうよう、シリンダブロック４０が図２における矢印Ａｒの向きに回転する。一方、直線ｖｌの他方の側（図２の左側）に位置するピストン５０は、シリンダブロック４０の矢印Ａｒの向きへの回転にともなって、周方向ＣＤにおいて第１基準位置ｐ１に向かう。このとき、ピストン５０はシリンダブロック４０側に後退し、したがって、シリンダ室４１内の流体は、接続ポート４２及び第２流体ポート６１ｂを介して第２流体流路ｆｐ２に排出される。

一方、第１流体流路ｆｐ１がタンクに接続されて低圧側になり、第２流体流路ｆｐ２が流体圧源に接続されて高圧側になると、直線ｖｌの他方の側（図２の左側）に位置するシリンダ室４１に流体が供給される。この結果、直線ｖｌの他方の側に位置するピストン５０は、シリンダブロック４０から軸方向ＡＤにおける一側に前進し、シリンダブロック４０が図２における矢印Ａｒの逆向きに回転する。

なお、流体圧源及びタンクと流体モータ１０との間で給排される流体は、特に限定されないが、典型的には油とすることができる。油は、ピストン５０を駆動する作動油として機能するとともに、シリンダブロック４０やピストン５０の動作を円滑化するための潤滑油ともしても機能する。

第１流体流路ｆｐ１に高圧流体が供給されると、第１流体ポート６１ａが高圧側流体ポートになり、シリンダブロック４０が矢印Ａｒの向きに回転する。図２に示すように、タイミングプレート６０の一側面６０ａには、高圧側となった場合の第１流体ポート６１ａの回転方向前側端部ｈｆ１に接続する第１切欠溝６２ａが形成されている。一方、第２流体流路ｆｐ２に高圧流体が供給されると、第２流体ポート６１ｂが高圧側流体ポートになり、シリンダブロック４０が矢印Ａｒの逆向きに回転する。図２に示すように、タイミングプレート６０の一側面６０ａには、高圧側となった場合の第２流体ポート６１ｂの回転方向前側端部ｈｆ２に接続する第２切欠溝６２ｂが形成されている。

ここで、流体ポート６１ａ，６１ｂの回転方向前側端部とは、シリンダブロック４０の回転にともなって、長手方向を有する流体ポート６１ａ，６１ｂの両端部のうちの、各シリンダ室４１の接続ポート４２に先に対面して接続するようになる側の端部を意味している。すなわち、第１切欠溝６２ａは、第１基準位置ｐ１に近接する側となる第１流体ポート６１ａの端部に接続し、第２切欠溝６２ｂは、第１基準位置ｐ１に近接する側となる第２流体ポート６１ｂの端部に接続している。

第１切欠溝６２ａ及び第２切欠溝６２ｂは、第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂと同一の円周上に配置され、周方向ＣＤに延びている。このため、シリンダブロック４０の回転にともなって、接続ポート４２は、第１切欠溝６２ａ及び第２切欠溝６２ｂに対面する位置を移動する。第１切欠溝６２ａ及び第２切欠溝６２ｂによれば、シリンダ室４１の接続ポート４２がシリンダブロック４０の回転により高圧側の流体ポート６１ａ，６１ｂに重なり合って高圧側の流体ポート６１ａ，６１ｂからシリンダ室４１に高圧流体が大量に流入するようになる直前に、切欠溝６２ａ，６２ｂを通じて高圧流体がシリンダ室４１に徐々に流量を増加させながら流入する。これにより、高圧流体の流入にともなった、シリンダ室４１内での急激で大幅な圧力変化が緩和されて騒音を低減させることができる。

また図２に示された例において、タイミングプレート６０の一側面６０ａには、低圧側となった場合の第２流体ポート６１ｂの回転方向前側端部ｌｆ４に接続する第４切欠溝６２ｄおよび低圧側となった場合の第１流体ポート６１ａの回転方向前側端部ｌｆ３に接続する第３切欠溝６２ｃが、形成されている。第３切欠溝６２ｃは、第２基準位置ｐ２に近接する側となる第１流体ポート６１ａの端部ｌｆ３に接続し、第４切欠溝６２ｄは、第２基準位置ｐ２に近接する側となる第２流体ポート６１ｂの端部ｌｆ４に接続している。これらの第３切欠溝６２ｃ及び第４切欠溝６２ｄも、第１流体ポート６１ａ及び第２流体ポート６１ｂと同一の円周上に配置され、周方向ＣＤに延びている。したがって、接続ポート４２は、第３切欠溝６２ｃ及び第４切欠溝６２ｄに対面する位置を移動する。

第３切欠溝６２ｃ及び第４切欠溝６２ｄによれば、シリンダ室４１の接続ポート４２がシリンダブロック４０の回転により低圧側の流体ポート６１ａ，６１ｂに重なり合って低圧側の流体ポート６１ａ，６１ｂへシリンダ室４１から流体が大量に排出されるようになる直前に、切欠溝６２ｃ，６２ｄを通じてシリンダ室４１から徐々に流量を増加させながら流体を排出させることができ、これにより、騒音を低減させることが可能となる。

なお、図２に示された例において、流体ポート６１ａ，６１ｂの幅ｗ、言い換えると流体ポート６１ａ，６１ｂの径方向ＲＤに沿った長さは、周方向ＣＤに沿って一定となっている。一方、切欠溝６２ａ～６２ｄの幅は、対応する流体ポート６１ａ，６１ｂの端部から離間するにつれて、狭くなっていく。これにより、切欠溝６２ａ～６２ｄに期待された上述の作用効果をより効率的に発揮することができる。また、切欠溝６２ａ～６２ｄの幅の変動に加えて又は切欠溝６２ａ～６２ｄの幅の変動に代えて、切欠溝６２ａ～６２ｄの深さが、対応する流体ポート６１ａ，６１ｂの端部から離間するにつれて、浅くなっていくようにしてもよい。この例によっても、切欠溝６２ａ～６２ｄに期待された上述の作用効果をより効率的に発揮することができる。

次に以上のような構成からなる流体モータ１０の動作について説明する。

図示しない切換弁の操作により、第１流体流路ｆｐ１及び第１流体ポート６１ａを流体圧源に接続して高圧側とし、第２流体流路ｆｐ２及び第２流体ポート６１ｂをタンクに接続して低圧側とすると、上述したように、シリンダブロック４０が図２における矢印Ａｒの向きに回転する。このとき、直線ｖｌの一方の側（図２の右側）に位置するシリンダ室４１には、流体が供給されて、当該シリンダ室４１からピストン５０が軸方向ＡＤにおける一側に前進する。このピストン５０の頭部を保持したシュー７３は、シリンダブロック４０の回転にともなって斜面７１に摺接し、周方向ＣＤに移動して第２基準位置ｐ２に向かう。直線ｖｌの他方の側（図２の左側）に位置するシリンダ室４１からは、流体が排出され、当該シリンダ室４１内へピストン５０が軸方向ＡＤにおける他側に後退する。このピストン５０の頭部を保持するシュー７３は、シリンダブロック４０の回転にともなって、斜面７１に摺接し、周方向ＣＤに移動して第１基準位置ｐ１に向かう。以上のようにして、シリンダブロック４０が軸部材３０とともに回転して、流体モータ１０から正回転が出力される。

次に、図示しない切換弁の操作により、第１流体流路ｆｐ１及び第１流体ポート６１ａを流体圧源への接続から解除し、第２流体流路ｆｐ２及び第２流体ポート６１ｂをタンクへの接続から解除する。すなわち、流体モータ１０は、中立状態となり、各シリンダ室４１への流体の流出入が停止する。これにより、シリンダブロック４０及び軸部材３０の回転が停止し、流体モータ１０からの回転出力が停止する。

さらに、図示しない切換弁の操作により、第１流体流路ｆｐ１及び第１流体ポート６１ａをタンクに接続して低圧側とし、第２流体流路ｆｐ２及び第２流体ポート６１ｂを流体圧源に接続して高圧側とすると、シリンダブロック４０が図２における矢印Ａｒの逆向きに回転する。これにより、シリンダブロック４０が軸部材３０とともに回転して、流体モータ１０から逆回転が出力される。

ところで、流体モータ１０の使用中、軸部材３０の回転の向きを急に逆転させることもある。このとき、シリンダブロック４０及びタイミングプレート６０の特定の位置に傷や焼き付きが発生することがあった。そして、傷や焼き付きが発生する特定部分ｐａ１，ｐａ２は、径方向ＲＤにおいて、シリンダブロック４０及びタイミングプレート６０の周縁部と一致し、周方向ＣＤにおいて、高圧側となる流体ポート６１ａ，６１ｂの回転方向前側端部（流体ポート６１ａ，６１ｂの第１基準位置ｐ１に近接する側の端部）ｈｆ１，ｈｆ２に接続した切欠溝６２ａ，６２ｂと回転軸線ＲＡを中心として点対称となる対称領域ｓｚ１，ｓｚ２と一致していた。なお、図示された例において、第１切欠溝６２ａと回転軸線ＲＡを中心として点対称となる対称領域ｓｚ１には第４切欠溝６２ｄが形成されており、第２切欠溝６２ｂと回転軸線ＲＡを中心として点対称となる対称領域ｓｚ２には第３切欠溝６２ｃが形成されている。ここで、切欠溝と回転軸線ＲＡを中心として点対称となる領域とは、回転軸線ＲＡを中心として切欠溝を１８０°回転させた際に当該切欠溝が位置するようになる領域のことを指している。

このような不具合の発生について鋭意検討を行ったところ、次の二つの原因が組み合わさることで不具合が発生していることが推測された。

まず、ピストン５０とシリンダブロック４０との間で流体による潤滑膜が消滅してしまうことが、第１の原因と考えられる。ピストン５０は、周方向ＣＤにおいて第１基準位置ｐ１に位置する際に、シリンダ室４１内に最も引き込まれる。そして、ピストン５０は、第１基準位置ｐ１から高圧側となる流体ポート６１ａ，６１ｂに向けて周方向ＣＤに移動する間にもリテーナプレート３４によって軸方向ＡＤにおける一側にシリンダ室４１から引き出される。ただし、ピストン５０が切欠溝６２ａ，６２ｂに対面する位置に移動するまで、当該ピストン５０に対応するシリンダ室４１には流体が供給されない。したがって、ピストン５０とシリンダ室４１との間において、流体による潤滑膜が切れてしまう。この結果、ピストン５０とシリンダ室４１との摩擦力が急激に増大し、シリンダブロック４０のうちの切欠溝６２ａ，６２ｂ近傍となる部分が、ピストン５０の動作によって、軸方向ＡＤにおける一側に、すなわちタイミングプレート６０から離間する側に引っ張られる。この結果、上述した特定の位置において、シリンダブロック４０とタイミングプレート６０が、軸方向ＡＤに押しつけられ合いながら、回転軸線ＲＡを中心として相対回転することになる。このことが、上述した特定の位置において、シリンダブロック４０とタイミングプレート６０に傷や焼き付きを生じさせる一つの原因になっていると考えられる。

ただし、第１の原因として推定した力は、流体モータ１０の通常の動作中にも生じている。そして、流体モータ１０を継続的に動作させているだけでは、問題となる傷や焼き付きは生じにくい。この不具合は、軸部材３０の回転の向きを急に逆転させることで生じる。したがって、第１の原因として推定した力だけでなく、この力による作用と、軸部材３０の回転の向きを急に逆転させることで発生する力の作用との組み合わせによって、上述した不具合が生じていると推定される。

そして、流体モータ１０の動作を逆転させた場合、つまり、流体流路ｆｐ１，ｆｐ２への流体圧源およびタンクへの接続を切り換えた場合、高圧側であった流体流路ｆｐ１，ｆｐ２及び流体ポート６１ａ，６１ｂで、大きな流体圧のピークが生じる。この流体圧は、シリンダブロック４０のうちの流体ポート６１ａ，６１ｂ及び切欠溝６２ａ～６２ｄに対面する部分を、軸方向ＡＤにおける一側に向けて、すなわちタイミングプレート６０から離間する側に向けて押圧する。この押圧力が第２の原因と推定される。

第１の原因と考えられるシリンダブロック４０とピストン５０との摩擦力と、第２の原因と考えられる流体圧回路のピーク圧との組み合わせより、高圧側となる流体ポート６１ａ，６１ｂの回転方向前側端部ｈｆ１，ｈｆ２に接続した切欠溝６２ａ，６２ｂが設けられている位置において、シリンダブロック４０がタイミングプレート６０から離間する。この反作用として、上述した特定部分ｐａ１，ｐａ２において、シリンダブロック４０によってタイミングプレート６０が押圧され、シリンダブロック４０またはタイミングプレート６０に傷や焼き付きを生じさせていると考えられる。

なお、周方向ＣＤにおいて同一とは、二つの位置又は領域が、径方向ＲＤに重なることを意味し、言い換えると、回転軸線ＲＡから径方向ＲＤに引き出した同一の直線分上に位置することを意味する。

このような不具合に対し、本実施の形態では、タイミングプレート６０の周縁部のうちの、高圧側となる流体ポート６１ａ，６１ｂの回転方向前側端部ｈｆ１，ｈｆ２に接続する切欠溝６２ａ，６２ｂが配置されている領域と回転軸線ＲＡを中心として点対称な対称領域ｓｚ１，ｓｚ２の少なくとも一部分と周方向ＣＤにおいて同一位置となる部分ｐａ１，ｐａ２が、軸方向ＡＤにおいて他側に移動可能となっている。例えば、タイミングプレート６０は、その周縁部のうちの一部分ｐａ１，ｐａ２が軸方向ＡＤにおいて他側に移動するように、変形可能となっている。すなわち、上述したように、軸部材３０の回転を急に逆転した際に、特定部分ｐａ１，ｐａ２において、シリンダブロック４０がタイミングプレート６０をケース蓋体２２に向けて押圧するようになる。このとき、タイミングプレート６０の特定部分ｐａ１，ｐａ２は、ケース蓋体２２のタイミングプレート６０に対面する面２４によって背方から支持されて変形を拘束されていない。タイミングプレート６０は、特定部分ｐａ１，ｐａ２において、シリンダブロック４０からの押圧力にともなって変形することができる。すなわち、特定部分ｐａ１，ｐａ２は、タイミングプレート６０とは逆側、すなわち軸方向ＡＤにおける他側に移動することができる。これにより、シリンダブロック４０及びタイミングプレート６０が、軸方向ＡＤに局所的に押圧されながら相対回転することに起因した特定部分ｐａ１，ｐａ２での傷や焼き付きの発生を効果的に防止することができる。

図２及び図３に示すように、ケース蓋体２２は、タイミングプレート６０に対面する面２４に、受容部２５ａ，２５ｂを有している。受容部２５ａ，２５ｂは、タイミングプレート６０から軸方向ＡＤにおける他側へ離間している。ケース蓋体２２のタイミングプレート６０に対面する面２４は、タイミングプレート６０を押しつけられる。したがって、この面２４は、タイミングプレート６０に接触してタイミングプレート６０を支持する支持部２６を含んでいる。受容部２５ａ，２５ｂは、この支持部２６に対して凹んだ部分、言い換えると支持部２６よりも軸方向ＡＤにおける他側に位置する部分として形成される。図３に示すように、この支持部２６を形成す突出部上に、第１流体流路ｆｐ１及び第２流体流路ｆｐ２が開口している。なお、図２では、受容部２５ａ，２５ｂ及び後述する流体通路２８ａ～２８ｄが点線で示されている。

受容部２５ａ，２５ｂは、タイミングプレート６０が変形等して特定部分ｐａ１，ｐａ２が軸方向ＡＤにおける他側にずれた場合、当該特定部分ｐａ１，ｐａ２を収容すること、言い換えると受け入れることができる。これにより、シリンダブロック４０及びタイミングプレート６０が、軸方向ＡＤに局所的に押圧されながら相対回転することに起因した特定部分ｐａ１，ｐａ２での損傷を、安定して効果的に防止することができる。

図示された例において、タイミングプレート６０は、第１切欠溝６２ａに対応した第１の特定部分ｐａ１と、第２切欠溝６２ｂに対応した第２の特定部分ｐａ２と、を有し、この二つの特定部分ｐａ１，ｐａ２で傷や焼き付きが発生しやすくなり得る。したがって、ケース蓋体２２のタイミングプレート６０に対面する面２４は、第１の特定部分ｐａ１に対応した第１受容部２５ａと、第２の特定部分ｐａ２に対応した第２受容部２５ｂと、を周方向ＣＤに離間して含んでいる。このような例によれば、必要に応じた大きさで受容部２５ａ，２５ｂを形成することができ、ケース蓋体２２およびケース２０の剛性低下を効果的に抑制することができる。

図３に示すように、ケース蓋体２２の面２４は、軸受３１および軸部材３０の端部を収容する支持凹部２７と、支持凹部２７に通じる流体通路２８ａ～２８ｄと、を有している。流体通路２８ａ～２８は、複数、例えば四つ設けられている。各流体通路２８ａ～２８は、径方向ＲＤに延びている。そして、第１受容部２５ａは、第１流体通路２８ａの一部分によって形成され、第２受容部２５ｂは、第２流体通路２８ｂの一部分によって形成されている。このような例によれば、例えば潤滑油を供給するための流体通路を利用して受容部２５ａ，２５ｂを作製することができる。すなわち、受容部２５ａ，２５ｂの形成のみを目的として、ケース蓋体２２の面２４に凹部等を形成する必要がない。したがって、ケース蓋体２２およびケース２０の剛性低下を効果的に抑制することができる。加えて、タイミングプレート６０が移動又は変形すると、タイミングプレート６０及びシリンダブロック４０の間から流体が流出することになる。受容部２５ａ，２５ｂが、流体通路２８ａ，２８ｂの一部分によって構成されることで、漏出した流体を流体通路２８ａ，２８ｂにより流すことできる点においても都合が良い。

また、図３に示すように、第１流体通路２８ａは、第１受容部２５ａを形成する部分において拡幅し、第２流体通路２８ｂは、第２受容部２５ｂを形成する部分において拡幅している。このような例によれば、流体通路２８ａ，２８ｂを利用しながら、十分な大きさの受容部２５ａ，２５ｂを確保することができる。これにより、傷や焼き付きの発生を十分効果的に防止することができる。

さらに、図２に示すように、軸方向ＡＤの観察において或いは軸方向ＡＤへの投影において、第１受容部２５ａの周方向ＣＤの両端部の各々と回転軸線ＲＡとを通過する二つの直線ｌａ１，ｌａ２の間に、第１切欠溝６２ａの全体が位置している。また、軸方向ＡＤの観察において或いは軸方向ＡＤへの投影において、第２受容部２５ｂの周方向ＣＤの両端部の各々と回転軸線ＲＡ線とを通過する二つの直線ｌｂ１，ｌｂ２の間に、第２切欠溝６２ｂの全体が位置している。このような受容部２５ａ，２５ｂが形成されている領域は、周方向ＣＤにおいて、タイミングプレート６０の傷や焼き付きが生じ易い傾向のある全領域を含むようになる。これにより、傷や焼き付きの発生をさらに効果的に防止することができる。

なお、図示された例において、第１切欠溝６２ａ及び第４切欠溝６２ｄは、回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称な構成（配置及び形状）を有し、第２切欠溝６２ｂ及び第３切欠溝６２ｃも、回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称な構成を有している。同様に、第１流体通路２８ａ及び第４流体通路２８ｄは、回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称な構成を有し、第２流体通路２８ｂ及び第３流体通路２８ｃも、回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称な構成を有している。したがって、第３流体通路２８ｃは拡幅した第１拡幅部２５ｃを有し、この第１拡幅部２５ｃは、第２受容部２５ｂと回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称となっている。また、第４流体通路２８ｄは拡幅した第２拡幅部２５ｄを有し、この第２拡幅部２５ｄは、第１受容部２５ａと回転軸線ＲＡを中心として互いに点対称となっている。このような対称的な構成を有することで、局所的な強度低下の発生を効果的に防止することができる。

以上、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。例えば、上述した例において、流体モータ１０が斜板式として構成されている例を示したが、これに限られず、流体モータが斜軸式として構成されていてもよい。

１０ 流体モータ
２０ ケース
２４ 面
２５ａ 第１受容部
２５ｂ 第２受容部
２７ 支持凹部
２８ａ 第１流体通路
２８ｂ 第２流体通路
３０ 軸部材
４０ シリンダブロック
４１ シリンダ室
５０ ピストン
６０ タイミングプレート
６１ａ 第１流体ポート
６１ｂ 第２流体ポート
６２ａ 第１切欠溝
６２ｂ 第２切欠溝
６４ａ 第１対称領域
６４ｂ 第２対称領域
ｈｆ１ 回転方向前側端部
ｈｆ２ 回転方向前側端部
ｐ１ 第１基準位置
ｐ２ 第２基準位置
ｆｐ１ 第１流体流路
ｆｐ２ 第２流体流路

Claims (5)

1. ケースと、
   回転軸線を中心として回転可能に前記ケースに支持された軸部材と、
   シリンダ室を形成され、前記ケース内で前記軸部材とともに回転可能なシリンダブロックと、
   前記ケースに支持されて前記ケースと前記シリンダブロックとの間に位置し、前記シリンダブロックの回転に応じて前記シリンダ室と接続する一対の流体ポートを形成されたタイミングプレートと、
   前記シリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、を備え、
   前記タイミングプレートは、前記ケースに形成された流体流路を介して流体圧源に接続されて高圧側となる一方の流体ポートの、前記シリンダブロックの回転にともなって前記シリンダ室と先に対面するようになる前側端部に接続して、他方の流体ポートに向けて延びる切欠溝を有し、
   前記タイミングプレートは、その周縁部のうちの、前記切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と周方向において同一位置となる部分が、前記回転軸線と平行な軸方向における前記シリンダブロックとは逆側へ移動可能となるように、前記ケースは、前記タイミングプレートの前記部分の移動時に、前記部分を受け入れる受容部を有し、
   前記受容部は、前記タイミングプレートの前記周方向における前記一方の流体ポートと前記他方の流体ポートとの間の中央位置と重なる位置からずれた位置に設けられている、流体モータ。
2. ケースと、
   回転軸線を中心として回転可能に前記ケースに支持された軸部材と、
   シリンダ室を形成され、前記ケース内で前記軸部材とともに回転可能なシリンダブロックと、
   前記ケースに支持されて前記ケースと前記シリンダブロックとの間に位置し、前記シリンダブロックの回転に応じて前記シリンダ室と接続する一対の流体ポートを形成されたタイミングプレートと、
   前記シリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、を備え、
   前記タイミングプレートは、前記ケースに形成された流体流路を介して流体圧源に接続されて高圧側となる一方の流体ポートの、前記シリンダブロックの回転にともなって前記シリンダ室と先に対面するようになる前側端部に接続して、他方の流体ポートに向けて延びる切欠溝を有し、
   前記ケースの前記タイミングプレートに対面する面は、径方向において前記タイミングプレートの周縁と同一となる位置であって且つ前記切欠溝が配置されている領域と前記回転軸線を中心として点対称な領域の少なくとも一部分と周方向において同一となる位置に、前記タイミングプレートから前記回転軸線と平行な軸方向に離間した受容部を有し、
   前記受容部は、前記タイミングプレートの前記周方向における前記一方の流体ポートと前記他方の流体ポートとの間の中央位置と重なる位置からずれた位置に設けられている、流体モータ。
3. 前記ケースの前記タイミングプレートに対面する面は、前記軸部材の端部を収容する支持凹部と、前記支持凹部に通じる流体通路と、を有し、
   前記受容部は、前記流体通路の一部分によって形成されている、請求項１又は２に記載の、流体モータ。
4. 前記流体通路は、前記受容部を形成する部分で拡幅している、請求項３に記載の流体モータ。
5. 前記受容部の前記周方向の両端部の各々と前記回転軸線とを通過する二つの直線の間に、前記切欠溝の全体が位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載の流体モータ。

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