JPH0665876B2 - 回転流体圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転流体圧装置に関するもので、特に、主な
トルク伝達駆動軸が装置の出力軸に接続された装置に関
するものである。

（従来技術） 低速、ハイトルクジェロータモータ（gerotormotor）は
長年商業利用されており、車輌用ホイールドライブ、ウ
インチドライブ、また他の様々な車輌用装備に回転トル
クを供給するもの等に応用する場合、特に適している。
ジェロータギアセットは、比較的安価な小型装置内で希
望の低速・ハイトルク出力を供給するのに特に適してお
り、このため、上記のモータの一部は商業的に成功して
いる。

しかし、この主のジェロータモータを応用した場合に、
時にはモータをその正常動作モード以外のモードで動作
できる方法が好ましいと思われることが多い。例えば、
車輌索引しようとする時に、車輌の駆動輪にトルクを供
給するためにモータを使用する場合、モータをフリーホ
イールモードで動作できると非常に便利であろう。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、“フリーホイール”モードで動作可能なモータを
提供しようとした例が、米国特許第4,435,130号に記載
されている。該特許に開示された装置は、フリーホイー
ルモードを有すると記載されてはいるが、その実際の動
作モードは、整流バルブを越えて入流ポートから流出ポ
ートまでの短絡流路を確立するためのものである。モー
タの出力軸はジェロータの回転部材に接続されたままな
ので、モータは実際にはフリーホイールモードになって
いない。

希望のモードを有する別の例としては、モータを使って
ウインチを駆動する場合、モータをロックモードで動作
させて、大きな負荷保持機能を供給することができると
非常に便利である。ロックモード動作を達成するために
は、ある種の機械式ブレーキをジェロータモータの出力
軸と組合わせて利用するのが通例であった。しかし、こ
のような配置はモータパッケージ全体の大きさと費用を
実質的に増すものである。

このようなモータを２台以上１つの回路内に使用して、
モータが並列である場合には、そのうちの１台を流れる
流量を妨げることができるか、あるいはモータが直列で
ある場合には、そのうちの１台を短絡できるようにする
ことも望ましい。先行技術においては、このような並列
／直列動作が必要な場合には、一般に、外部に設けた流
量制御バルブ装置を使って、それぞれのモータへの流体
流量を制御していた。この方法で短絡フローのブロック
を達成することは、流量制御バルブ装置の複雑化と費用
の増大を実質的に助長する可能性がある。

本発明の目的は、本出願に記載の通り、オペレータが正
常動作モード以外の動作モードを希望する場合に、その
ようなモードで動作可能なタイプの回転流体圧装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、第１の流体ポートと、第２の流体ポートと、
中心孔とを形成するハウジング手段を具備するタイプの
回転流体圧装置を提供することにより達成される。ギア
セットは、該ハウジング手段と組合わされ、第１の歯状
部材と、該第１の歯状部材と相対的運動をするように機
能的に組合わされた第２の歯状部材とを具備する。該第
１および第２の歯状部材の歯は交互に係合して該相対運
動中に拡張および収縮流体容積室を形成し、該第１およ
び第２の歯状部材のうちの一方は、その軸の周りでの回
転運動を有する。出力軸手段は前記ハウジング手段から
伸び、該ハウジング手段によって回転可能な状態に支持
されている。ほぼ円筒形の結合部材は前記中心孔内に回
転可能な状態に配置され、駆動軸手段は、その軸の周り
での回転運動を有する前記歯状部材の回転運動を該結合
部材の回転運動へと伝達するように動作可能である。該
駆動軸手段は該結合部材と連携して第１の接続手段を形
成する。バルブ手段は前記ハウジング手段と連携して前
記第１の流体ポートと前記拡張容積室とを連通する第１
の流体通路手段と、前記収縮容積室と前記第２の流体ポ
ートとを連通する第２の流体通路手段とを形成する。前
記出力軸手段は前記結合部材と連携して、該結合部材が
正常動作位置にある時に、該結合部材の回転運動を該出
力軸手段に伝達するように動作可能である第２の接続手
段を形成する。

本装置は、前記第１および第２の接続手段が、前記駆動
軸手段と前記出力軸手段に対する前記結合部材の軸方向
運動を可能にするように動作可能であることを特徴とす
る。該結合部材は、前記正常動作位置から別の位置に移
動可能である。作動手段は、該結合部材を該正常動作位
置と別の位置との間で軸方向運動させて、本装置を正常
モードまたは別のモードのいずれか一方を選択して動作
させ得るように動作可能である。

本発明のさらに特定の要点によると、前記結合部材は、
オペレータの選択により、正常動作位置からフリーホイ
ール位置またはロック位置、または短絡位置、あるいは
ブロックフロー位置へ移動可能である。

（発明の実施例） 添付図面について以下に説明する。この場合、該図面は
本発明を限定するものではない。第１図は、本発明に従
って構築した流体圧モータ・スピンドルアセンブリの軸
方向断面図である。該アセンブリ全体は、流体モータ部
11（概括的に表示）と、スピンドルアセンブリ13（概括
的に表示）とを具備し、ここでは該流体モータ部11を先
に述べ、次に該スピンドルアセンブリ13について述べ
る。

流体モータ部11は、米国特許第3,532,447号、第3,606,5
98号、および第4,362,479号において詳細に記載された
一般的なタイプのものである。流体モータ部11は、ほぼ
円筒形で、バルブハウジング部15と、本発明の実施例で
はジェロータギアセットである流体圧作動式変位機構17
と、該ハウジング部15と該ジェロータギアセット17との
間に配置したポートプレート19とを具備する幾つかの明
確な部分で構成される。ギアセット17に隣接してエンド
キャップ21が配置され、ハウジング部15と、ポートプレ
ート19と、エンドキャップ21とが複数のボルト23で流体
封止係合状態に保持されている。

バルブハウジング部15は、流体流入ポート25と流体流出
ポート27を具備する。該ポート25および27を逆にして、
回転出力の回転方向を逆転できることは先行技術におい
て十分理解されていることである。ジェロータギアセッ
ト17は、ボルト23が貫通する内部歯状部材29（リング）
と、外部歯状部材31（スター）を具備する。リング29と
スター31の歯は公知の通り相互に係合して、複数の拡張
および収縮流体容積室33を形成する。

バルブハウジング15は、バルブ孔35と、流入ポート25と
バルブ孔35との間に連続して流体を連通させる流体通路
37とを形成する。ポートプレート19により形成されるポ
ート39は、容積室33のそれぞれと流体連通しており、ま
た、バルブハウジング15に穴を開けて設けた軸方向通路
41は、ポート39のそれぞれと流体連通している。軸方向
通路41のそれぞれは、細長メータスロット43を通ってバ
ルブ孔35と連通する。この場合、細孔メータスロット43
は一般に、バルブハウジング15の機械加工時にミル加工
される。バルブハウジング15は、流体流出ポート27とバ
ルブ孔35との間を連通させる流体通路45をも形成する。

バルブ孔35より軸方向長さが短いバルブスプール47がバ
ルブ孔35内に配置されている。バルブスプール47がバル
ブ孔35より短い理由については後で説明する。バルブス
プール47はその前端（第１図で左端）方向に、１組の平
坦な内部スプライン49を形成し、該内部スプライン49
は、一般に“ドッグボーン”シャフトと呼ばれる主駆動
軸53の前端の周囲に形成した１組の外部スプライン51と
係合している。駆動軸53の後端は、スター31により形成
される１組の平坦な内部スプライン57と係合する１組の
外部スプライン55を具備する。従って、本技術に精通し
た者に公知の通り、スター31は、容積室33を通る加圧流
体の流量に応じてリング29内で定められた軌道で回転す
るので、スター31の運動の回転成分は、駆動軸53によっ
てバルブスプール47に伝達される。

バルブスプール47は、流体通路37を介して流体流入ポー
ト25に連続して流体連通している環状溝59を形成する。
同様に、バルブスプール47は、流体通路47を介して流体
流出ポート27に連続して流体連通している環状溝61を形
成する。さらにバルブスプール47は、複数の軸方向供給
スロット63と、複数の供給スロット65を形成する。スロ
ット63は、環状溝59と特定のメータスロット43との間を
流体連通させ、一方、スロット65は、環状溝61と別の特
定のメータスロット43との間を流体連通させる。この結
果得られるスロット63,65とスロット43との間の整流バ
ルブ作用は公知であるので、ここではこれ以上説明しな
い。

さらに第１図について説明する。スピンドルアセンブリ
13は、スピンドルハウジング67を具備する。該スピンド
ルハウジング67は、複数のボルト（第１図では図示しな
い）等の何らか適当な手段でバルブハウジング15に取付
けてもよい。本発明の重要の特徴の１つとして、スピン
ドラハウジング67が１組の歯69を形成し、バルブスプー
ル47が、後でより詳細に説明する通り、歯69と係合して
バルブスプール47をスピンドルハウジング67に固定する
ように構成した１組の歯71を形成することが挙げられ
る。歯69および71の特定の溝成は本発明においては重要
ではなく、しかも、回転可能なバルブスプールを固定ハ
ウジング67（または15）に固定できる限り、他のいかな
る適当なロック機構または係合手段でも利用できること
は、本技術に精通した者には理解されるであろう。

接続軸73がスピンドルハウジング67の中央開口部内に広
がっていて、該接続軸73は、その右端付近に、バルブス
プール47の内部スプライン49と係合する１組の外部スプ
ライン75を具備する。接続軸73は径の大きい支持部77を
も具備し、スピンドルハウジング67により形成される開
口部との間隔が接近している軸部79が、該支持部77に隣
接している。スピンドルハウジング67の孔内にリップシ
ール81が納められ、作動液を流体圧モータ部11内保持す
るため、軸部79の外周を封止している。接続軸73は、１
組の平坦な外部スプライン83と、前方に伸びているねじ
部85をも具備する。

接続軸73の前端の周囲にはほぼ環状のスピンドル部材87
が配置され、該スピンドル部材87は接続軸73の外部スプ
ライン83と係合する１組の平坦な内部スプライン89を形
成する。スピンドル部材87は、ほぼ円形のフランジ部91
をも具備し、該フランジ部91は、複数のねじ込スタッド
93を使って車輌用ホイール（第１図には図示しない）を
フランジ部91に取付けるためのものである。該スタッド
93については、第１図に１本だけ図示する。スタッド93
はそれぞれ、公知の方法でフランジ部91に押込まれる。

ほぼ環状のハブ部材95の一部がスピンドルハウジング67
内に配置されている。該ハブ部材95は一般に車輌フレー
ム（第１図には図示しない）に取付けるものである。ハ
ブ部材95は、２組のボールベアリング97,99用の外レー
スとして機能し、該ボールベアリングの間は、スペーサ
部材101で仕切られている。スピンドル部材87の外表面
はボールベアリング97の内レースとして機能し、別のレ
ース部材103がボールベアリング99の内レースとして機
能する。レース部材103の右端は、支持部77の隣接面に
取付けられている。座金部材105は、ねじ部85の周囲に
配置されて、スピンドル部材87の前面と係合し、ナット
107は、ねじ部85にねじ込まれ、接続軸73と支持部77と
レース部材103とを、スピンドル部材87とハブ部材95に
対して前方に引いて、ボールベアリング97,99の適切な
予荷重が十分に得られるように締付けられる。

次に上記構成に基づいてその作用を述べる。

第１図に示すタイプの流体圧モータの動作は、本技術に
精通した者には公知であるので、ここでは簡単に説明す
る。流体流入ポート25を加圧流体源に接続すると、流体
は、通路37、環状溝59、および各軸方向供給スロット63
に充満する。加圧流体は、各軸方向通路41とポート39を
通り拡張容積室33に連通しているメータスロット43を流
れる。加圧流体が存在すると、スター31の軌道、回転運
動となり、これは前に述べた通り、駆動軸53によって回
転トルクをスター31からバルブスプール47へ伝達する。
同時に、低圧流体が各収縮容積室33から排出され、該流
体は関連のポート39と軸方向連通41を通って各メータス
ロット43に流れる。その後この排出流体は、特定のメー
タスロット43と瞬間連通する供給スロット65に送られ
る。低圧排出流体は次に、供給スロット65から環状溝61
に流れ、さらに流体通路45を通って流出ポートへ流れ、
さらに、すぐ次の装置へと流れる。このすぐ次の装置
は、直列に接続した別の流体圧モータであるか、あるい
は、システムリザーバーであってもよい。従って、ここ
で使用する通り、“低圧”の“排出”流体という用語は
相対的表現で、該流体の圧力は、厳密に低圧でシステム
リザーバーに流れるものであってもよく、あるいは、流
出ポート27の次に別のモータが直列に接続されている場
合には、流入ポート25から流入する流体の圧力に対して
単に相対的に低いだけであってもよいことに注意すべき
である。

第１図に示す通りバルブスプール47を正常動作位置にし
た場合、スター31からバルブスプール47に伝達され回転
トルクは、次に内部スプライン49と外部スプライン75に
よって接続軸73に伝達される。次に、回転トルクは、接
続軸73によって外部スプライン83と内部スプライン89を
介し、スピンドル部材87に伝達され、さらにフランジ部
91に取付けた車輌用ホイール等の、出力装置を構成する
ものに伝達される。第１図に示す正常動作位置では、歯
69および71は互いに係合しておらず、このため回転トル
クをバルブスプール47から接続軸73に伝達できる。ま
た、バルブスプール47は、最も広義に解釈すれば、軸53
を接続軸73に結合する結合部材であると考えてもよい。
本発明の範囲内では、バルブスプール47が有する“結
合”機能と整流“バルブ”機能は、第８図の実施例に関
連して説明する通り、個別の独立した複数の部材によっ
て実施することも可能である。

第２図について説明する。同図では、バルブスプール47
が、正常動作位置から、“フリーホイール”位置と呼ば
れる位置まで軸方向に移動したことがわかるであろう。
本発明では、バルブスプール47に関して用いる“位置”
という用語は、孔35内でのその軸方向位置を意味する。
本発明の特徴の一つは、バルブスプール47のこの軸方向
運動を達成するために、作動手段が設けられていること
である。この場合、作動手段は、必要な軸方向運動を達
成するためにバルブスプール47に十分な力を加えること
が可能であれば、いかなる形式のものであってもよい。
本技術に精通した者には、該作動手段が機械式、電気機
械式、油圧式のいずれでも可能であることが理解できる
であろう。本実施例においては、作動手段はカム手段10
9（概括的に表示、第2a図も参照すること）で構成され
る。カム手段109は、環状溝61内に配置したほぼ円筒形
で比較的薄いカム部材111で構成される。延長作動部材1
13が、カム部材111に対して偏心配置され、該カム部材1
11に取付けられている。この作動部材113は、第１図お
よび第２図に示す通り、バルブハウジング15の孔を通っ
て外へ放射状に伸びる。作動部材113の端部は、カム部
材111と作動部材113を十分回転させて、バルブスプール
47の希望の軸方向運動を達成できるものであれば、いか
なる適当な回転アクチュエータに取付けてもよい。

さらに第２図について説明する。同図では、バルブスプ
ール47を“フリーホイール”位置にした場合、バルブス
プール47の内部スプライン49がもはや接続軸73の外部ス
プライン75と係合しなくなることがわかるであろう。従
って、モータ11をフリーホイールモードにすると、モー
タ部11を流体ポンプのように動作させずにフランジ部91
を自由に回転させることが可能である。流体ポンプを使
用すると、大量の入力エネルギーを消費する可能性があ
り、また他の理由からも好ましくないと思われる。例え
ば、本発明の装置が、フランジ部91を車輌の駆動輪に取
付けたホイールモータから成る場合、モータ部11をフリ
ーホイールモードにシフトすることができ、車輌を容易
に牽引できる。

さらに第２図について説明する。同図でのバルブスプー
ル47の軸方向位置は、“ブロック”位置とも呼べる。
“ブロック”という用語は、流体通路37と環状溝59とが
もはや流体連通しておらず、通路37を通るフローがバル
ブスプール47の円筒形の外表面にブロックされている事
実を示す。従って、バルブスプール47がブロック位置に
あり、モータ部11がフリーホイールモードで動作してい
る場合、モータ（すなわち、流入ポート25と流出ポート
27との間）を流体が流れていない。

本発明に従って構築した数台のモータ（モータＡおよび
モータＢと呼ぶ）を並列に接続し、オペレータが、可用
全流量をモータＡを通すことを希望する場合、オペレー
タはモータＢのバルブスプール47をブロック位置にシフ
トして、システム流体がモータＢを全く流れず、全てモ
ータＡを流れるようにすることができる。第２図ではフ
リーホイールモード動作とバルブスプール47のブロック
位置とがともに図示されているが、本技術に精通した者
には、上記２種類の特徴のうちの一方を単独で、あるい
は他のバルブモードとともに利用することも本発明の範
囲内であることは明白であろう。

第３図について説明する。同図では、バルブスプール47
が、第１図に示す正常動作位置から、“ロック”位置と
呼ぶ位置まで軸方向に移動したことがわかるであろう。
ロックモード動作では、カム手段109が作動されて、バ
ルブスプール47を第３図の左側へ、バルブスプール47の
前端に設けた歯71がスピンドルハウジング67により形成
される歯69と係合するまで移動させる。バルブスプール
47を第３図に示すロック位置にした場合、バルブスプー
ル47は、ハウジングに対して（さらに車輌フレームに対
して）回転できない。従って、モータ部11がロックモー
ドで動作すると、接続軸73は、フランジ部91および車輌
用ホイール等の出力装置と同様に、ハウジングに対して
回転できない。このため、車輌を坂道上に置いておく場
合、バルブスプール47をロック位置にシフトし、自動車
の駐車ブレーキの方法で車輌用ホイールをロックしても
よい。本発明のモータを使用してウインチ等の巻上げ装
置を駆動する場合、ロックモード動作を使って大きな負
荷保持機能を供給してもよい。さらに第３図について説
明する。同図では、バルブスプールがロック位置にある
場合、流体通路37と環状溝59はまだ相互に流体連通して
おり、このため、加圧流体を“レギュラー”の方法でモ
ータ部11を連通させることができる。第３図に示す実施
例は、“ロック−レギュラー”モードにあるとみなされ
る。ロック−レギュラーモードの長所は、オペレータが
バルブスプール47をロック位置から正常動作位置まで右
へシフトしたい場合に、トルク出力が直ちに（すなわ
ち、歯71と69との係合が外れるとすぐに）得られること
が望ましい点である。この配置でモータがウインチを駆
動する場合、バルブスプール47がロックされていないの
で、直ちにトルク出力が得られることによって負荷が下
がるのを防止し、また、モータが車輌用ホイールを駆動
する場合には、この配置によって車輌が坂道を転がり落
ちるのを防止する。

第４図および第4a図について説明する。同図には、本発
明の別の実施例を示す。この実施例においては、バルブ
スプール47をロック位置に移動させると、モータ部11は
モータとして機能できず、“短絡”モードで動作する。
この短絡モードは、流入ポート25とバルブ孔35との間を
連通させる流体通路37′を有することで達成される。好
ましくは、流体通路37′を、第４図に示す通り、角度を
付けて方向付けし、さらに、幾分タンジェントを付けて
バルブ孔35に方向付けして、通路37′とバルブ孔35との
交点に、第4a図に示す、通り伸長した長円形のフローエ
リアができるようにする。その上、“短絡”モードを達
成するには、軸方向供給スロット65を第１図、第２図、
第３図の実施例の場合より軸方向に長くする必要がある
かもしれない。従って、第4a図でわかるように、バルブ
スプール47をロック−短絡位置にシフトすると、軸方向
供給スロット63と65はクロスしてポートを設けられる
か、あるいは短絡される。これは当然のことながら、流
入ポート25と流出ポート27をクロスしてポートを設ける
ことで同じである。

第４図および第4a図の実施例は、数台のモータを直列に
接続し、オペレータがそのうちの１台の動作を停止さ
せ、残りのモータを継続して動作させたい場合に、特に
有効である。バルブスプール47をロック−短絡位置にシ
フトした場合、モータの出力はロックされるが、流体
は、比較的小さな圧力低下が生じるだけで、流入ポート
25から流出ポート27へとモータ内を自由に流れることが
できる。

第４図および第4a図では、“ロック”モードと“短絡”
モードとがともに図示されているが、本技術に精通した
者には、上記２種類の動作モードを本発明の範囲内で、
それぞれ単独で、以下に説明する他のモードとは無関係
に使用できることは理解されるはずである。

第５図について説明する。同図には、本発明の別の実施
例を示す。この実施例においては、バルブスプール47を
フリーホイール位置にシフトすると、加圧流体は、第２
図のフリーホイール状態の実施例では流れが妨げられた
のに対し、“レギュラー”の方法でモータ部11を連通す
る。１つの実施例においてフリーホイールモードとレギ
ュラーモードとを組合わせる長所は、加圧流体がレギュ
ラーの方法でモータを連通して、駆動軸53とバルブスプ
ール47の回転出力を生じさせることができ、このため、
バルブスプール47のシフトを結局フリーホイール位置か
ら正常動作位置に戻す時に、内部スプライン49と接続軸
73上の外部スプライン75との再係合を容易に行える点で
ある。第５図と第２図を比較して見るとよくわかるよう
に、フリーホイールモードと標準モードの組合せは、第
２図の実施例の環状溝59の代わりに、幾分バルブスプー
ル47の左端寄りに配置され、軸方向幅が若干広い環状溝
115を用いることで達成できる。

第６図について説明する。同図には、本発明のさらに別
の実施例を示す。この実施例においては、フリーホイー
ルモードが、短絡動作が可能なバルブ構成と組合わされ
ている。この組合せは、第４図に関して説明した通り、
数台のモータを直列に接続した時に、バイパスまたは短
絡されているモータをロックモードよりむしろフリーホ
イールモードで動作させた方が好ましい場合に非常に有
効である。第６図と第２図を比較して見るとわかるよう
に、フリーホイールモードと短絡モードとの組合せは、
第２図の実施例の環状溝59の代わりに、該環状溝59より
もバルブスプールの左端寄りに配置され、流体通路37と
メータスロット43全部との間を流体連通させるだけの、
十分な軸方向幅を有する環状溝117を用いることで達成
できる。同時に、複数のメータスロット43が、軸方向ス
ロット65と環状溝61を介して流出ポート27と連通し、こ
のため、モータに比較的小さな圧力低下が起こるが、ジ
ェロータのスター31に作用してこれを回すような力は実
質的にない。

第７図について説明する。同図では、本発明のさらに別
の実施例を示す。この実施例においては、モータはロッ
クモードで動作するが、バルブスプール47は、ブロック
フロー機能を提供するように構成されている。このよう
な配置は、数台のモータを並列に接続し、オペレータが
そのうち１台をロックして流量を全て残りのモータに向
けたい場合に有利であろう。第７図と第４図を比較して
見るとよくわかるように、ロックモードとブロックフロ
ー動作の組合せは、単に、第４図の環状溝59の代わり
に、バルブスプール47の左端からの距離は同じである
が、バルブスプール47が第７図に示すロック位置にある
時に流体通路37′と連通しないように軸方向長が該環状
溝59より十分短い環状溝119を用いるだけで達成でき
る。このため、流入ポート25内および流体通路37′内の
加圧流体は、バルブスプール47の表面によって、さらに
連通しないよう妨げられている。

第８図について説明する。同図では、本発明のさらに別
の実施例を示す。この実施例においては、第１図から第
７図の実施例では“結合”機能と“整流バルブ”機能の
両方をスプールバルブ47が果たしているのに対して、上
記２種類の機能をそれぞれ別の部材が果たしている。も
う１つの主な違いは、第１図から第７図の実施例は“ス
プールバルブ”モータであるのに対し、第８図の実施例
のモータは“ディスクバルブ”モータである点にある。

第８図に示すモータの部分の多くは公知であり、 米国特許第3,572,983号および第3,862,814号に記載され
た一般的タイプのものである。第８図のモータの特定の
要点は、やはり本発明の譲受人に譲渡されている米国特
許第4,171,938号の第８図により知られている。従っ
て、本出願の第８図のモータについては、簡単に説明す
る。

第８図のモータは、ベアリングハウジング201と、結合
ハウジング203と、ジェロータギアセット205、ポートプ
レート207と、エンドキャップ209とを具備する複数の部
分で構成される。モータは、出力軸211（概括的に表
示）を具備し、これは、ベアリングハウジング201内に
配置され、適当なベアリングセット213および215により
該ハウジング201内で回転可能な状態に支持されている
部分を具備する。出力軸211は、１組の平坦な外部スプ
ライン219を具備する後方に（第８図では右に）伸びた
軸部217を具備する。

結合ハウジング203は流体ポート221を形成し、エンドキ
ャップ209も別の流体ポート223を形成する。ジェロータ
ギアセット205は、内部歯状リング部材225と、外部歯状
スター部材227とを具備し、該リング225とスター227と
は相互に係合して、拡張および収縮流体容積室229を形
成する。ポートプレート207により形成される複数の流
体通路231は、流体容積室229と流体連通している。何組
かの流体ポート235と237を形成する回転ディスクバルブ
部材233がエンドキャップ209内に配置され、該流体ポー
ト235および237は、公知の方法でポート231と整流式流
体連通している。

主駆動軸241は、係合ハウジング203内に配置され、第８
図で主駆動軸241の右端は、スター227とスプライン係合
している。同じくバルブ駆動軸243は、公知の方法およ
び理由で、スター227およびディスクバルブ233とスプラ
イン係合している。

結合ハウジング203内にはほぼ環状の中空結合部材245が
配置され、該結合部材245は、本発明では、第１図から
第７図のバルブスプール47とほぼ動じ結合機能を果た
す。しかし、前に述べた通り、第８図の実施例において
は、第１図から第７図の実施例ではバルブスプール47が
果たしていた整流バルブ機能を果たすのは、ディスクバ
ルブ233である。

結合ハウジング203により形成される１対の歯249と係合
するように動作可能な１組の歯247が、結合部材245の前
端（第８図では左端）に隣接している。このため、結合
部材245は、第３図、第４図、および第７図とほぼ同じ
方法で、結合ハウジング203に対して固定できる。

結合部材245は、通路253によって連続して流体ポート22
1と流体連通している環状溝251を形成する。環状溝251
は、複数の開口部225によって連続して結合部材245の内
部と流体連通する。第８図に示す結合部材245の位置
は、正常動作位置で、これは第１図の位置に相当する。
正常動作位置では、スター部材227の回転トルク出力
は、主駆動軸241によって、結合部材245の内部に形成し
た１組の平坦な内部スプライン257、に伝達される。第
８図に示す正常動作位置の時、スプライン257は出力軸2
11の外部スプライン219と係合して、トルク出力が出力
軸211に伝達されるようになっている。

流体ポート221,223のいずれか一方を流入ポートとし、
もう一方を流出ポートとすることができる。また、駆動
軸241が延長中心孔259を形成し、バルブ駆動軸243が中
心孔261を形成する。さらに、流体の流路は、大体、こ
こに参照した米国特許第4,171,938号の第８図に関する
記載の通りである。簡単に説明すると、ポート221を入
口とすると該ポート221から流れる流体（ポート221を出
口とすると該ポート221へ向かって流れる流体）は、２
つに分かれ、一方はスプライン257を通り、次に孔259,2
61を通って流れ、もう一方は、スター227により形成さ
れるスプラインを通って流れる。この特定の流路分割の
方法は、第８図の実施例には適しているが、特に本発明
に関連するものではないので、これ以上詳しく説明しな
い。

第８図に示すモータは、さらにカム手段263をも具備
し、該カム手段263は、第１図から第７図のカム手段109
と機能的には同じである。

結合ハウジング203と、リング225と、ポートプレート20
7と、エンドキャップ209とが連携して流体通路265を形
成する。この流体通路265の機能については、後で説明
する。カム手段263が作動されて、結合部材245を第８図
の右方向へ移動させると、内部スプライン257と外部ス
プライン219との係合が外れ、モータがフリーホイール
モードで作動する。同時に、環状溝251が通路253との係
合から外れて、流体ポート221に出入りする流体連通が
妨げられる。これは、第２図に示す動作モードに対応す
る。

カム手段263が作動されて、結合部材245を第８図の左方
向へ移動させると、歯247が歯249と係合し、モータはロ
ックモードで動作する。同時に、環状溝251は、流体通
路265の放射状に伸びている部分と流体連通し、さらに
この時、流体通路253を介してポート221とはまだ流体連
通状態にある。このため、ポート221は開放状態で、通
路265を介して流体ポート223と比較的制限のない流体連
通状態となる。従って、結合部材245は、短絡位置とな
る（第４図に示す動作モードに対応する）。

本明細書を読んで理解すると、本発明は、数種類の異な
る組合せで使用できる幾つかの新奇かつ有効な動作モー
ドを提供するものであることがわかるであろう。同時
に、このような様々な動作モードは、実質的にモータの
大きさ、複雑さ、費用を増すことなく達成される。本実
施例の他の様々な変更態様は、本技術に精通した者には
明白であると確信するので、それらが本出願の特許請求
の範囲内のものである限り、全て本発明の一部とする。

（発明の効果） 本発明は以上から明らかなように、正常動作以外の動作
モードを選択でき、またこのような数種のモードの中、
任意の一種類またはこれらをいくつか組合せて選択で
き、さらにこれらを制御回路の複雑化および費用の増大
を伴うことなく達成できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に従って構築した流体圧モータ−スピ
ンドルアセンブリの軸方向断面図であって、そのバルブ
部材が正常動作位置にある場合を示し、 第２図は、第１図と同様の部分軸方向断面図であって、
そのバルブ部材がブロックまたはフリーホイール位置に
ある場合を示し、 第2a図は、本発明に使用するカム手段の部分平面図であ
って、カム部材が第２図に示す位置にある場合を同じ寸
法で示し、 第３図は、第１図と同様の部分軸方向断面図であって、
そのバルブスプールがロック位置にある場合を示し、 第４図は、バルブスプールがロック位置にある第３図と
同様の部分軸方向断面図であって、バルブ部材が短絡位
置にもある本発明の別の実施例を示し、 第4a図は、第４図の短絡位置を同じ寸法で示す部分平面
図であり、 第５図は、バルブスプールがフリーホイール位置にある
第２図と同様の部分軸方向断面図であって、バルブ部材
がレギュラーバルブ作用を提供する本発明のさらに別の
実施例を示し、 第６図は、バルブスプールがフリーホイール位置にある
第５図と同様の部分軸方向断面図であって、バルブ部材
が同時に短絡動作を提供する本発明のさらに別の実施例
を示し、 第７図は、バルブスプールがロック位置にある第４図と
同様の部分軸方向断面図であって、バルブ部材がブロッ
ク位置にもある本発明のさらに別の実施例を示し、 第８図は、本発明のさらに別の実施例に従って構築した
流体圧モータの軸方向断面図であって、主整流バルブ部
材以外の部材を軸方向にシフトして、様々な動作モード
を達成するようにしたものを示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−51167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−83580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−77569（ＪＰ，Ａ)

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の流体ポートと、第２の流体ポート
   と、中心孔とを形成するハウジング手段と； 該ハウジング手段と組合わされ、第１の歯状部材と、該
   第１の歯状部材と相対的運動をするように機能的に組合
   わされた第２の歯状部材とを具備し、該第１および第２
   の歯状部材の歯が相互に係合して、該相対運動中に、拡
   張および収縮流体容積室を形成し、該第１および第２の
   歯状部材のうちの一方がその軸の周りでの回転運動を有
   するようなギアセットと； 前記ハウジング手段から伸び、該ハウジング手段によっ
   て回転可能な状態に支持されている出力軸手段と： 前記中心孔内に回転可能な状態に配置されたほぼ円筒形
   の結合部材と； 前記第１および第２の歯状部材のうちの一方の回転運動
   を前記結合部材の回転運動へと伝達するように動作可能
   な駆動軸手段で、該結合部材と連携して第１の接続手段
   を形成する駆動軸手段と； 前記ハウジング手段と連携して、前記第１の流体ポート
   と前記拡張容積室とを連通する第１の流体通路手段と、
   前記収縮容積室と前記第２の流体ポートとを連通する第
   ２の流体通路手段とを形成するバルブ手段とを具備し； 前記出力軸手段が前記結合部材と連携して、該結合部材
   が正常動作位置にある時に、該結合部材の回転運動を該
   出力軸手段に伝達するように動作可能である第２の接続
   手段を形成し； （ａ） 前記第１および第２の接続手段は、前記駆動軸
   手段と前記出力軸手段に対する前記結合部材の軸方向運
   動を可能にするように動作可能であり、該結合部材は、
   前記正常動作位置から別の位置に移動可能であり； さらに （ｂ） 作動手段は、前記結合部材を前記正常動作位置
   と別の位置の間で軸方向運動させて、回転流体圧装置を
   正常モードと別のモードとから選択して動作させ得るよ
   うに動作可能であることを特徴とする回転流体圧装置。
2. 【請求項２】前記ギアセットが、ジェロータギアセット
   で構成され、前記第１の歯状部材が内部歯状部材で構成
   され、前記第２の歯状部材が該内部歯状部材と相対的軌
   道・回転運動するように該内部歯状部材内に偏心配置さ
   れた外部歯状部材で構成されることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項に記載した回転流体圧装置。
3. 【請求項３】前記出力軸手段が、前記ハウジング手段に
   固定されたスピンドルアセンブリと、出力装置に取付け
   るために使用するスピンドル部材と、前記結合部材と連
   携して前記第２の接続手段を形成し、該結合部材の回転
   運動を該スピンドル部材と出力装置に伝達するように動
   作可能である接続軸とで構成されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載した回転流体圧装置。
4. 【請求項４】前記第２の接続手段が、１組の平坦な内部
   スプラインを形成する前記結合部材と、該内部スプライ
   ンと係合する１組の外部スプラインを形成する前記接続
   軸とで構成され、前記スピンドルアセンブリが、前記ハ
   ウジング手段に固定したスピンドルハウジングを具備
   し、しかも、少くとも部分的に前記接続軸とスピンドル
   部材とを取囲んでいることを特徴とする、特許請求の範
   囲第３項に記載した回転流体圧装置。
5. 【請求項５】前記結合部材がほぼ中空の部材で構成さ
   れ、前記第１の接続手段が１組の平坦な内部スプライン
   を形成する該結合部材で構成され、前記駆動軸手段が該
   内部スプラインと係合する１組の外部スプラインを形成
   することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載し
   た回転流体圧装置。
6. 【請求項６】前記第２の接続手段が前記１組の平坦な内
   部スプラインで構成され、前記出力軸手段が該内部スプ
   ラインと係合する１組の外部スプラインを形成すること
   を特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載した回転流
   体圧装置。
7. 【請求項７】前記作動手段がカム手段で構成され、前記
   結合部材がカム面を形成し、該カム手段が該カム面と係
   合して配置したカム部材をも具備し、該カム部材が、該
   結合部材が前記正常動作位置にある第１の位置と、該結
   合部材が別の位置にある第２の位置との間を移動可能で
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載し
   た回転流体圧装置。
8. 【請求項８】前記第２の接続手段は、前記結合部材が、
   該第２の接続手段の係合が外れるフリーホイール位置ま
   で軸方向に運動可能となるように動作可能であり、前記
   作動手段は、該結合部材を該フリーホイール位置まで軸
   方向運動させて、回転流体圧装置のフリーホイール動作
   を達成させるように動作可能であることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載した回転流体圧装置。
9. 【請求項９】前記結合部材がほぼ中空の部材で構成さ
   れ、前記第１の接続手段が、１組の平坦な内部スプライ
   ンを形成する該結合部材と、該内部スプラインと係合す
   る１組の外部スプラインを形成する前記駆動軸手段とで
   構成され、前記第２の接続手段が、該内部スプライン
   と、該内部スプラインと係合する１組の外部スプライン
   とで構成されることを特徴とする、特許請求の範囲第８
   項に記載した回転流体圧装置。
10. 【請求項１０】前記結合部材は、前記正常動作位置から
    ロック位置まで移動可能であり、前記ハウジング手段と
    該結合部材とは連携して、該結合部材が該ロック位置に
    ある時に、該結合部材が該ハウジング手段に対して回転
    するのを妨げるように動作可能な係合手段を形成し、該
    係合手段は、該結合部材が該正常動作位置にある時に、
    該結合部材が該ハウジング手段に対して回転するのを可
    能にするように動作可能であり、前記作動手段は、該結
    合部材を該ロック位置まで軸方向運動させて、回転流体
    圧装置のロック動作を達成するように動作可能であるこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載した回転
    流体圧装置。
11. 【請求項１１】前記第２の接続手段は、該第２の接続手
    段の係合が外れるフリーホイール位置まで、前記結合部
    材が軸方向運動するのを可能にするように動作可能であ
    り、前記作動手段は、該結合部材を該フリーホイール位
    置まで軸方向運動させて、回転流体圧装置のフリーホイ
    ール動作を達成するように動作可能であることを特徴と
    する、特許請求の範囲第10項に記載した回転流体圧装
    置。
12. 【請求項１２】前記結合部材は、前記拡張および収縮容
    積室をバイパスして、前記第１および第２の流体ポート
    と、前記第１および第２の流体通路手段とが相互に流体
    連通状態にある短絡位置まで軸方向に移動可能であり、
    前記作動手段は、該結合部材を該短絡位置まで軸方向運
    動させて、回転流体圧装置の短絡動作を達成するように
    動作可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項に記載した回転流体圧装置。
13. 【請求項１３】前記結合部材は、前記第１および第２の
    流体ポートのうちの一方が、前記第１および第２の流体
    通路手段のそれぞれとの実質的な流体連通を妨げられて
    いるブロック位置まで軸方向に移動可能であり、前記作
    動手段は、該結合部材を該ブロック位置まで軸方向運動
    させて、回転流体圧装置のブロックフロー動作を達成す
    るように動作可能であることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項に記載した回転流体圧装置。
14. 【請求項１４】前記第１の接続手段は、前記結合部材が
    前記ブロック位置にある時に係合した状態に維持され、
    前記第２の接続手段は、該結合部材が該ブロック位置に
    ある時にその係合が外れることを特徴とする、特許請求
    の範囲第13項に記載した回転流体圧装置。