JPS5898666A - 高トルク低速水力モ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の高トルクで低速の回転に変換するに適している水力モ
ータ一番こ関する。そのモーターはまた逆の様相でポン
プとして機能するにも適しており、それではトルクが串
カシャフトに加えられ、水力流体をそれをとおり流れさ
せる。

記述されたような型の一つの従来の水力モーターでは、
円筒型の巻枠状のタイミング弁が駆動シャフトに運転上
連結されており、タイミンク弁には、流体をジエロータ
＝（　ｇｅｒｏｔｏｒ　）・ギヤセットとして普通に言
われている型の回転式移動装置へと送るための協力用細
隙を含んでいる。ジェロータ−・ギヤセットは固定され
た外輪と回転可能な内部置傘とからなり、比較的槌い万
能駆動連接が、トルクを層重から駆動シャフトへ、また
かくしてタイミング弁へも送るために設けられている。

この一般型のモーターは更に、アルバース（＾ｌｂｅｒ
ｓ　）への米ｌｏｗｓ３６０６５９８号に記されている
。このデザインのモーターは商業的使用されているが、
駆動連接が出力トルクを直接に蒙り、それの長い長さの
せいにより連接は破損または回転ねじりを受は易り、こ
れがタイミング弁のタイミング細隙の該整列を起す９だ
ろうとの先天的刺点を＾蔵するように見られる。また駆
動連接はンヤフトの一端での円筒型くぼみ内に形成され
て、シャフトを弱める傾向がある、内部ギヤによって駆
動シャフトに相互連結されている。

他の従来の水力モーターのデザインにおいては、タイミ
ング弁はジェロータ−・ギヤセットの後に位置した一対
の協力する平坦なタイミング板で、板の各々が一連の胸
辺開孔を有し、これらが板が回転するにつれ、お互いに
一線上に順次もたらされて、流体をジェロータ−・ギヤ
セットに送るようになっている。板の一方は固定されて
おり、他の板は回転式移動装置の星車へ運転上連結され
ている第二の万能駆動連接により回転される。上に述べ
たデザインでの如く、比較的に長い一次駆動連接か置傘
と出力シャフトを相互連結している。この一般型のモー
ターは、スウエドベルグへの米国特許１３８９９２７０
号とマツクデルモットへの米国特許第３５７２９８３号
中に史に記されている。しかしながらここで再ひ、置傘
と出力シャフトとの間に伸びている一次駆動連接は弱い
連接を呈することが判る。

従って本発明の目的は、記述された型の水力モーターで
、トルクを出力駆動シャフトへと送るための駆動連接に
組合さった上記の間融が有効に軽減されるようなものを
提供するととにある。

記述された型の水力モーターで、こじんまりしたデザイ
ンであり、それの解体と修理を容易ならしめるよう性質
上モジュール式であるところのものを提供することもま
た本発明の目的である。

駆動連鎖の一部ではないタイミング弁を利用して、タイ
ミング弁が整合から外れるのを有効に防ぐようにしであ
る水力モーターを提供する相対的に回転する平坦な表面
等を含み、またもしも水力系中の圧力が大きくなり過ぎ
ると安全弁として機能するに適しており、かつ鵞だ駆動
トルクを解除するように調整でき、かつモーターが惰性
走行することを許すようにする水力モーター用タイミン
グ弁を提供することが本発明の更に特殊の目的である。

本発明のこれらおよび他の目的と利点とは、描写された
実施態様においては、流体取入口と流体送出口とを有す
る箱組と、箱組内に回転可能に取付けられた駆動シャフ
トと、箱組内に取付けられたジェロータ−型回転式移動
装置からなる水力モーターを備えることによって達成さ
れる。ジェロータ−装置は外側に歯切された星車と内側
に歯切された外輪とから合成され、置傘は外輪内に偏心
的に取付けられて、歯の間に流体室を形成するようにな
り、これが置傘が外輪の中心軸の周りに軌道運行する特
番こ膨張収縮するようになっている。

モーターは更に箱組内に取付けられた弁手段で、加圧さ
れた水力流体を取入口から流体室の選ばれたものへと指
向して同品を膨張させ、他方収縮している流体室から退
出口へと流体を排出している。かくして膨張し、収縮す
る室は星車を外輪に対して軌道的に、および回転的に動
かすのに役立つ。弁手段は、ジェロータ−装置の外輪に
隣って取付けられたタイミング板と、外輪に向き合った
タイミング板の側部上に位置つけられた協力する巻枠と
を含んでいる。好ましい実施態様では、駆動シャフトは
外輪の一つの側に固定されており、タイミング板は外輪
の他の側に固定されている。また巻枠も箱組内に回転に
抗して保持されており、万能連接か置傘と巻枠とを運転
的に相互連結して、駆動シャフト軸の周りの置傘の回転
を妨げているか、他方それの軌道運動は許している。か
くして運転においては、加圧流体の取入口中への流入は
、相互連絡された外輪、タイミング板、および駆動シャ
フトの総てを駆動シャフト軸の周りに回転するようにさ
せ、他方層重はこの軸の周りを軌道運行するか、しかし
回転運動に抗して連接により保持され、連接は代って巻
枠との相互連結により回転に抗して保持されている。

発明の更に別の面としては、巻枠はなるべくは制限され
た軸方向運動をするように取付けられており、ｍ整可能
偏倚手段が巻枠を軸方向にタイミング板に向けて偏倚を
させるために設けられて、それの対向する面間の流体漏
洩を制伽するようになっている。更に箱組はタイミング
板に向き合った巻枠の側部上に開いた室を形成し、室は
送出口と連絡している。かくして室中の流体圧力もまた
巻枠をタイミング板に向けて偏倚するように作用する。

目的の若干は述べたか、他の目的は記述が進むにつれ、
付図と関連して取られると明白になろう。

図をより詳しくお照すると、本発明の好ましい特徴を実
施態様化する水力モーターは、総体的に１０に示されて
いる。この点に関し、理解さるべきことは、王妃の記述
では装置を特殊的に「モーター」と言っているけれども
、他の用途、水力ポンプのようなものもまた可能であり
、それで「モーター」なる梧はそうした他の用途も包含
しているものとして意図されていることは明らかであろ
う。

モーター１０は前方切片１２と後方切片１４から合成さ
れている箱組装置を含んでいる。円筒状［１５が二つの
切片の間に置かれており、部品は若干側のボルト１６に
より互いに保持され、それにより容易に解体できるよう
になっている。また箱組の後部切片１４は流体取入口１
８と流体送出口２０を含んでいる。駆動シャフト２２か
従来状のローラー・ベアリング２４によって箱組内に回
転可能に取付けられており、中心軸２５を形成している
。シャフト２２はその長さ全体にわたりむくになってい
て、シャフトの内端は一体になったフランジ２６を含ん
でいる。蔽い板２７は箱組の先端でシャフトの周りを包
んでいる。

モーターは更に、箱組内に取付けられた回転式移動装置
を含んでおり、これが水力圧を出力シャフト２２の回転
に変換するに役立っている。

回転式移動装置は従来状のジェロータ−・ギヤセットの
形になっており、これはボルト３２によって出力シャフ
トのフランジ２６へ固定されている外輪３０と、協力す
る層重３４と、を含んでいる。外輪３０は内部ギヤ３６
を含み、これか中心軸２５の周りに同軸的に置かれてお
り、そうした内部ギヤの歯は輪の内部周縁の周りに間を
あけて置かれた複数個のローラーｇ７により形成されて
いる。層重３４は若干側の歯を形成している外周縁３８
を有し、この歯は輪の内部ギヤ３６内の歯の数よりも一
つだけ少ない。

層重はまたそれをとおっている中心開孔を含んでおり、
これか内部ギヤ３９の形になっている。

歯切した層重３４は輪の中に偏心的に取付けられ、また
輪の内部ギヤ３６と噛み合っていて、かくて層重は輪に
対して軌道運動するに適合されており、それのギヤの歯
の間尋こ膨張収縮する流体室を形成するようになってい
る。

弁手段もまた箱組内に取付けられていて、水力流体を取
入口１８（または送出口２０）からジェロータ−・ギヤ
セットの流体室の選ばれた一つ宛へ指向し、室を膨張さ
せるようにし、他方収縮する室から送出口２０（または
取入口１８）へと流体を排出している。この配置によっ
て、層重３４は外輪３０に対して中心軸２５の周りを軌
道運行する。この弁手段は、ボルト３２によってジェロ
ータ−・ギヤセットの外輪３０に固定して取付けられて
いるタイミング板４０および隣接する巻枠４２とを含ん
でいる。

タイミング板４０は中心軸に垂直に置かれており、外輪
３０に向き合っている平坦な山を有している。板４０は
また中心開孔４３と複数個の軸方向に指向した通路４４
とを含んでおり、この通路はジェロータ−・ギヤセット
の流体室等と選択的に連絡するに適合されている。

弁手段の巻枠４２は箱組内に制限された軸方向運動か出
来るが、他方相対的回転運動を妨けるような具合に取付
けられている。より詳しくは巻枠４２は円筒形部分４６
を有しこれが周辺に半径方向に指向した溝４７を含んで
いて、この溝が取入口１８に連絡している。また巻枠４
２も円筒形端部延伸部４８を含み、箱組は円筒形端部延
伸部５０と５１とをそれぞれ巻枠の一部４６と４８とを
受けるようにして含んでいる。

複数個の軸方向ビン５２が巻枠を箱組内に取付けており
、制限された軸方向運動は許すが、他方相対的回転を妨
げるようになっている。巻枠４２はまた中心軸に垂直に
置かれ、タイミング板４０の平坦面４１に直接に向き合
っている平坦な前１ｉｉ５４を有してい、る。巻枠の面
５４は溝４７また、かくして取入口１８と連絡している
軸方向に向いた開孔５６（第６図番こ注目）の第一の組
を含んでいる。軸方向に向いた開孔５７の第二の組は完
全に巻枠をとおして伸び、巻枠の後側と、箱組切片の内
壁で円筒形壁切片５０と５１との間の部分との間に形成
された８６０と連絡している。！６０は代って送出口２
０と連絡している。開孔５６と５７とは、板と巻枠とが
後述するような具合に相対的回転すると、板４０をとお
る通路４４のそれぞれのもの等と選択的に連絡する。ま
た巻枠も内部ギヤ６３を有する前部くぼみを含み、この
ギヤは中心軸の周りに同心的に置かれている。

描かれであるモーターは更に、万能連接６４を含み、こ
れは運転上層重と巻枠とを相互連絡して、星寧か軸２５
の周りに回転するのを防ぎ、他方１１本の軌道運行を許
している。連接６４は板４０の開孔４３をとおって伸ひ
るシャフトの形になっていて、Ｊｌ車の内部ギヤ３９と
噛み合っている一端にある外部ギヤ６５と巻枠の内部ギ
ヤ６３と噛み合っている他端にある外部ギヤ６６とを有
している。スプリング６７か連接の端部と巻枠くばみの
内壁との間に置かれており、連接をそれの正しい位置に
弾力的に維持するようになっている。

箱組切片１４の後端には巻枠４２をタイミング板４０に
向は軸方向−に調整可能に偏倚させる出を制御するよう
になっている。この偏倚用手段は、ねじ山を切った部材
７０を含み、これが箱組切片１４内のねじ山を切った開
孔をとおしねじこまれ、また開孔は中心軸２５と軸方向
に一線番こなっており、円筒形くぼみ５１と連絡してい
る。圧力板７２がくぼみ内に置かれていて、巻枠の延長
４８の端に接し、またスプリング７３がねじ山を切った
部材の内端と板との間に介在している。かくして偏倚力
はねじ山を切った部材７０を箱組中へ（第２図で見て左
に向けて）ねじこむことで増加され得るし、また圧力は
、ねじ山を切った部材を箱組からねじを戻すことで減少
ないし完全に解放される。

水力モーターとして運転する時には、加圧流体は穴１８
または２０のどちらかに入って、どちらかの回転方向へ
の運転ができるようにする。

加圧流体か穴１８に入るものとすると、巻枠の溝４７に
流入しそれから開孔５６とタイミング板の一線になった
通路４４を通過し、外輪３゜の歯と層重３４との間の流
体室の選ばれた−り宛の中へと入る。これがこれらの室
を膨張させ、外輪とシャフトとを回転させ、収縮する流
体室内の流体が他の一線になった通路４４と開孔５７と
をとおり、Ｎ６０と送出口２０へと行くようにさせる。

総体的に流体は層重の一つの側に沿った三つの流体室内
へ指向され、他側に沿った三つの流体室から排出する。

室６０内の流体の圧力は巻枠と軸方向にタイミング板へ
と偏倚させる傾向になって、向き合っている面４１と５
４とを運転的係合にして保持する。また比較的短い連接
６４は回転せす、出力トルクを駆動シャフトへと伝送し
ないことも注目されよう。更に連接はタイミング板と巻
枠とのタイミングを制御しない。か（して、連接は容易
く破損を蒙ることかす＜、弁の正しいタイミングは連接
のどんな僅かなよじれによって影養されることもない。

また、これも明白であろうことはねじ切りした部材７０
により付与された偏倚力の調整可能性は、巻枠とタイミ
ング板とか最初に一緒に保たれていることを確めること
によって、モーターが低い流体圧で始動することを得さ
しめる。

ねじ切りした部材７０もまたもしも系内の圧力か高過ぎ
るようになるならば、面４１と５４とを離れるように出
来るようにして調整可能な安全弁として機能させうる。

なお更番こねじ切りした部材７０は、タイミング巻枠か
タイミング板から有効に引き出されて、それによってモ
ーターが慣性回転するようにねじ山なしにしてもよい。

本発明の更に別の利点として、外輪３０とタイミング板
４０が双方共駆動シャフトの７ランジ２６に固定されて
いることか観察される。かくして駆動シャフトに実質的
質量がそれの軸から半径方向に間をあけた点で加えられ
る。そしてこの加えられた質量が７ライホイール効果を
生ずることが判り、それが変化する負荷条件丁でより均
一な回転を出すのに役立つ。また駆動シャフトと付属す
る外輪とタイミング板とか、性質としてモジュール的で
あり、箱組が開かれると容易に取外し取換えうろことも
注目される。

なお史にシャフト２２はその長さ番こわたってむくにな
っていて、かくである先行モーターデザインにおいて利
用されているような、駆動連接受は用の内部くぼみの存
在によって弱化されることもない。

図面と明細書とには、本発明の好ましい実施態様か示さ
れ、特殊用語が使用されたけれども、これらは包括的な
記述的な意味でのみ使用されたもので、制限の目的のた
めのものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を実施態様化している水力モータ
ーの透視図である。 １ｓ２図は第１図の線２−２にほぼ沿って取った断面に
した立面図である。 第３図は第１図に示されたモーターの展開透視図である
。 ＄４．５および６図は第２図の線、４−４゜５−５およ
び６−６にほぼ沿って取った切断した端部図である。 第７図は第３図の線７−７の方向に取った後部箱組切片
の端部図である。 特許出願人　　　ウィリアム参ヘンリー・トッド ＧＭ　【

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、為トルク低速運転に適合したもので流体取入口と流
   体送出口とを有する箱組と、鵡箱組内に回転可能にして
   取付けられていて駆動シャフト軸を形成している駆動シ
   ャフトと、該箱組内に取付けられていて、外部に歯切し
   た星車と内部に歯切した外輪とを含むジェロータ−（ｇ
   ＠ｒｏｔｏｒ）手段であって、該層重は該外輪内に偏心
   的に取付けられていてそれの歯の間に流体室を形成する
   ようになっており、該外輪は該駆動シャフトに同軸的に
   固定されているものと、該箱組内に取付られていて加圧
   された水力流体を該取入口から流体室の選ばれたもの等
   へと導き、他方該送出口へは流体室の選ばれた他のもの
   等から流体を排出し、かつ、流体室等を選択的暑こ膨張
   および収縮せしめるようにし、それによって該層重を軌
   道的に動かし、また該外輪を該層重に対して回転するよ
   うに動かすようになった弁手段で、該弁手段は、 （ａ）該外輪に固定して取付けられており、核駆動シャ
   フト軸に垂直に置かれていて、該外輪に向き合って面し
   ている平坦面を有するタイミング用板で、該タイミング
   板は複数個の軸方向に指向された通路で、その中を通し
   て伸びていて、該ジェロータ一手段の流体室と選択的に
   連絡するようになっているものを更に含んでいるものと
   、 ｔｂ＋該箱組内に該駆動シャフトと同軸的１こ取付けら
   れていて、該箱組に対して相対的回転を妨げるようにす
   る巻枠で、該巻枠は該駆動シャフトに垂直に置かれた平
   坦面で鉄板の該平坦面に直接番こ向き合っているものを
   有しており、該タイミング用巻枠平坦面は該取入口と連
   絡する開口の第一組と、該送出口と連絡する開口の第二
   の組とを有し、双方の組の開口は、鉄板と巻枠とが相対
   回転すると、該タイミング用板をとおる通路のそれぞれ
   の一つずつと選択的暑こ連絡するようになっておるもの
   と、かつ、 該星車と該巻枠とを操作的に相互連結し該層重の駆動シ
   ャフト軸周りの回転を妨げるようにするが他方、該層重
   の軌道運動は許すようにする連係手段とを含んでいるも
   のであって、それにより加圧流体の該取入口と該送出口
   とのどちらか一つへの流れが、該外輪、該タイえング板
   、該駆動シャフトの総てを該駆動シャフト軸の周りに回
   転させるようにさせ、他方、該層重は該軸の周り番ご軌
   道運行するが、しかし回転運動は起らぬように該連接手
   段によって保たれており、流体は他の口から排出するよ
   うになるところの水力モーター。 ２、　該弁手段の該巻枠が制限された軸方向運動を許す
   ように該箱組内に取付けられており、また該モーターは
   更に、咳巻枠を軸方向に該タイミング板に向かって偏倚
   させて、それの向あった面等の間の流体漏洩を制御する
   ための手段を含んでいるところの特許請求の範囲第１項
   記載の水力モーター。 ３、該偏倚用手段は、該箱組を通って伸びているねじ山
   を切った開孔中に取付けられたねじ山を切った部材と、
   該ねじ山を切った部材の内端と該巻枠との間に中間接置
   された弾性部材とを含んでおり、それによって偏倚する
   力は、該ねじ切りした部材を該箱組るこ対してねじで前
   進または後退させることによって調節可能に制御しつる
   ようｋなっているところの特許請求の範囲第２項記載の
   水力モーター。 ４、該巻枠は円筒形周辺部分を有し、かつ該周辺部分内
   にある半径方向に指向された連続的溝で、咳取入口と連
   絡し、また該溝と連絡している該巻枠の開孔の該第−の
   組と連絡するものを含んでいるところの特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項の何れかに配賦の水力モー
   ター〇 ５、　該箱組は該タイミング板に向き会った該巻枠の側
   部上に開いた室を形成しており、該退出口が鎖車と連絡
   しており、該巻枠の開孔の該第二の組が該巻枠を通し軸
   方向に伸びていて鎖車と連絡するよう番こなっていると
   ころの特許請求の範囲ｊ＄４項記載の水力モーター。 ６、　該連係用手段は、該鳳車内の内部ギヤと、該巻枠
   内の内部ギヤと、該タイミング板を通る中心開孔と、各
   々の端）こ外部ギヤを有するシャフトとを含み、シャフ
   トは該中心開孔を通して延び、外部ギヤは該内部ギヤの
   それぞれの一つ等と噛み合っているようになっていると
   ころの特許請求の範囲第５項記載の水力モーター。 ７、高トルク低速運転用に適した水力モーターであって
   。 流体取入口と流体退出口とを有する箱組と、該箱組内に
   回転可能に取付けられていて、駆動シャフト軸を形成し
   ている駆動シャフトと、該箱組内に取付けられていて、
   外側に歯切された層重と内側に歯切された外輪とからな
   るジェロータ−で、該層重は該外輪内に偏心的に取付け
   られ、それの歯の間に流体室を形成するようにされ、該
   外輪は該駆動シャフト軸に対し同軸的に取付けられてい
   るものと、 該箱組内に取付けられ、加圧された水力流体を該取入口
   から流体室の選ばれた一つ等に指向し、他方勧送出口へ
   は流体室の選ばれた他の物から流体を排出し、流体室を
   選択的に膨張収縮せしめるようにし、それによって該層
   重を軌道に沿って動かし、該外輪を該層重に対して回転
   的に動かすようにする弁手段で、該弁手段は、（Ｍｌ該
   外輪に隣接して取付けられていて、該駆動シャフト軸重
   こ垂直に置かれ、該外輪から反対に向いている平坦面を
   有するところのタイミング板で、該タイミング板は、複
   数個の軸方向−ご指向した通路でそれをとおって延びて
   いて該ジェロータ一手段の流体室と選択的に連絡するも
   のを更に有しているものと、 （ｂｌ該箱組内に取付けられて制限された軸方向運動を
   許し・、また該駆動シャフト輪番こ垂直番こ置かれ、該
   タイミング板の該平坦面と１１こ向き合っているところ
   の平坦面を有する巻枠で、該巻枠平坦面は該取入口と連
   絡している開孔の第一の組と、該送出口と連絡している
   開孔の第二の組を有し、双方の組の開孔は、鎖板と巻枠
   とが相対的回転すると、該タイミング板をとおる通路の
   それぞれの一つ宛と選択的に連絡しているものからなっ
   ており、 該外輪とＭ軍との間の相対回転を該弁手段と該駆動シャ
   フトへと運転上伝送して、該タイミング板を該巻枠に対
   し相対的に回転させ、かつ該駆動シャフトを該駆動シャ
   フト軸の周り番こ回転せしめるようにする連接手段と、
   それから該タイミング巻枠を軸方向−こ該タイミング板
   に向って調整可能に偏倚し、その間の流体漏出を制御す
   る手段とからなりそれによって、該取入口と該送出口と
   のどちらが−っへの加圧流体の流れが、該外輪を該゛星
   車に対して回転するようにし、該タイミング板が該巻枠
   に対して回転するよう番こし、曹た該駆動シャフトが該
   駆動シャフト軸の周りに回転するようにさせ、流体をし
   て他の口から排出するようにするところの水力モーター
   。 ８　該箱組は該タイミング板に向き合った該春日は鉄基
   と連絡しており、開孔の該第二の組は該巻枠をとおり軸
   方向に伸ひて鉄基と連絡していて、鉄基および送出口内
   の流体の圧力か該巻枠を該タイミング板に向けて偏倚す
   るように働くようになるようになっているところの特許
   請求の範囲第７項記載の水力モーター。 ９、該調整可能偏倚手段か該箱組をとおり伸ひているね
   じ山を切った開孔中に取付けられたねじ山を切った部材
   を含み、該駆動シャフト軸とほぼ共輪番どなるようにな
   っているところの特許請求の範囲第７または８項記載の
   水力モーター。 １０、該調整可能偏倚手段が、該ねじ山を切った部材の
   内端と該巻枠との間に介在する弾性手段を更に含んでい
   るところの特許請求の範［６９項記載の水力モーター。 １１、該シャフトはそれの長さを通じむ（になっており
   、また該連係手段は該外輪と該タイミング板とを該駆動
   シャフトへ固定的に相互連結する手段を含んでいるよう
   になっているところの特許請求の範囲ｊ８１０項記載の
   水力モーター。