(57)【要約】  回転流体装置は、外側ハウジングアセンブリと、外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、内側回転機構は、ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含む。ロータとロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、ロータとロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備える。いくつかの例では、フォロア凹部は、少なくとも突出状態において、フォロア凹部に向いたフォロアの下側に面する表面での流体圧力が、実質的にチャンバに露出されるフォロアの反対側の上側に面する表面での流体圧力と実質的に静水圧平衡にあるように適合される。いくつかの例では、フォロアとフォロア凹部の間に３つの圧力ゾーンが画定されてよく、３つの圧力ゾーンは、中間圧力ゾーンと、中間圧力ゾーンの対向する周方向側方の２つの側方圧力ゾーンを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、前記外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、前記外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、前記内側回転機構は、前記ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、
前記ロータは、対向する側面と外周面を備え、前記ロータハウジングは、前記ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、
前記ロータと前記ロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、前記フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、
前記ローブは、前記ローブ間に前記内周面と前記外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、前記フォロアは、前記内周面及び前記外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するように前記フォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、前記トラフは、前記ロータがチャンバへ回転している間、前記フォロアによって隔てられ、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接する前記チャンバが流体圧力の差を有することにより前記ロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、少なくとも前記突出状態において、前記フォロア凹部に向いた前記フォロアの下側に面する表面での流体圧力が、実質的に前記チャンバに露出される前記フォロアの反対側の上側に面する表面での流体圧力と実質的に静水圧平衡にあるように適合される、
回転流体装置。
【請求項２】
前記フォロアはそれぞれ、前記内周面及び前記外周面のうちのいずれか一方と摺動可能に係合するように適合されたヘッド部と、前記フォロア凹部によって受け入れられるベース部を備える、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３】
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、少なくとも前記突出状態において、前記ヘッド部と前記フォロア凹部との間に少なくとも部分的に存在する中間圧力ゾーン、及び前記中間圧力ゾーンの周方向に隣接する各側の隣接する圧力ゾーンを画定するように形状設定される、請求項２に記載の回転流体装置。
【請求項４】
前記上側に面する表面は、前記フォロアのヘッド部のチップ表面を含み、前記ヘッド部は、前記チップ表面と前記中間圧力ゾーンとの間の流体の通過を可能にするように適合される、請求項３に記載の回転流体装置。
【請求項５】
前記ヘッド部が、前記チップ表面から前記中間圧力ゾーンに延びる少なくとも１つの孔を備える、請求項４に記載の回転流体装置。
【請求項６】
前記中間圧力ゾーンが、前記凹部内に存在する、請求項５に記載の回転流体装置。
【請求項７】
前記フォロアの下側に面する表面は、前記ヘッド部の下面を含み、前記少なくとも１つの孔は、前記ヘッド部のチップ表面から下面に延びる、請求項６に記載の回転流体装置。
【請求項８】
前記フォロアの下側に面する表面は、前記ベース部の下面を含む、請求項７に記載の回転流体装置。
【請求項９】
前記フォロアの上側に面する表面は、前記ベース部の上側に面する表面を含む、請求項８に記載の回転流体装置。
【請求項１０】
前記隣接する圧力ゾーンが、少なくとも上昇した状態において前記ベース部の下面と前記フォロア凹部との間に少なくとも部分的に存在する、請求項８に記載の回転流体装置。
【請求項１１】
前記隣接する圧力ゾーンと前記中間圧力ゾーンは、前記フォロア及び前記フォロア凹部のうちの少なくとも一方によって提供されるディバイダによって互いから分離される、請求項１０に記載の回転流体装置。
【請求項１２】
前記ベース部は、その対向する側部に配置される位置決め部を含み、前記位置決め部は、前記凹部によって摺動可能に受け入れられるように適合される、請求項１０に記載の回転流体装置。
【請求項１３】
前記隣接する圧力ゾーンが、少なくとも上昇した状態において前記位置決め部の下側と前記フォロア凹部との間に提供される、請求項１２に記載の回転流体装置。
【請求項１４】
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、前記隣接する圧力ゾーンと流体連通するべく通路を提供するように形状設定される、請求項１３に記載の回転流体装置。
【請求項１５】
前記通路が、前記位置決め部間に提供される、請求項１４に記載の回転流体装置。
【請求項１６】
前記ローブは、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの一方の周りに等間隔に配置される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の回転流体装置。
【請求項１７】
前記各ローブに対して少なくとも２つのフォロアが設けられる、請求項１６に記載の回転流体装置。
【請求項１８】
前記ロータは前記フォロアを保有し、前記ロータハウジングは前記ローブを備える、請求項１６に記載の回転流体装置。
【請求項１９】
前記ロータハウジングは、その周りに等間隔に配置された３つのローブを有し、前記ロータは、９つの対応する等間隔に配置されたフォロアを備える９つのフォロア凹部を有する、請求項１８に記載の回転流体装置。
【請求項２０】
前記フォロアは、それぞれ前記フォロア凹部から離れる方に付勢される、請求項１６〜請求項１９のいずれか一項に記載の回転流体装置。
【請求項２１】
前記フォロア凹部と前記フォロアとの間にばねが設けられる、請求項２０に記載の回転流体装置。
【請求項２２】
少なくとも前記突出状態において、前記フォロアの下面と前記フォロア凹部との間に中間圧力ゾーン及び２つの側方圧力ゾーンが画定され、前記各フォロアの中間圧力ゾーンと２つの側方圧力ゾーンは、前記フォロアと前記フォロア凹部の配置によって隔てられ、前記中間圧力ゾーン及び前記２つの側方圧力ゾーンのそれぞれは、それぞれのチャンバと流体連通するように通路と孔のうちの１つを有する、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項２３】
少なくとも前記突出状態において、前記フォロアのヘッド部と前記フォロア凹部との間に中間圧力ゾーンが画定され、前記フォロアは、その静水圧平衡を可能にするべく前記中間圧力ゾーンと前記チャンバに露出されるヘッド部の表面との間に孔を備える、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項２４】
前記ローブのチップが、それらの間に可動インサートを備える、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の回転流体装置。
【請求項２５】
前記インサート及び前記フォロアが、前記ロータよりも比較的軟質の材料で形成された摩耗面を備える、請求項２４に記載の回転流体装置。
【請求項２６】
前記インサートが、前記フォロアのヘッド部よりも周方向により広い、請求項２４に記載の回転流体装置。
【請求項２７】
前記インサートが、インサートチャンバによって配置され、前記インサートは、前記インサートチャンバから離れる方に付勢される、請求項２４に記載の回転流体装置。
【請求項２８】
前記インサートは、その静水圧平衡を可能にするべく、その下面と前記チャンバに露出される対向するチップ表面との間に孔を備える、請求項２４に記載の回転流体装置。
【請求項２９】
前記ロータハウジングは、前記ローブの周方向の各側に入口ポート及び出口ポートを備える、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３０】
前記入口ポートと出口ポートの間の流体の方向は、前記ロータが順方向及び逆方向に動作できるように逆にすることができる、請求項２９に記載の回転流体装置。
【請求項３１】
前記ローブは、それらの間に画定される前記トラフがその両端で前記ローブのチップに向けてテーパするように形状設定される、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３２】
前記ローブ間の前記トラフは、前記チャンバの最大断面積が前記ローブ間の前記トラフの中央にあるように形状設定される、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３３】
前記回転流体装置が油圧モータである、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３４】
前記ロータハウジングが前記ロータに対して固定されている、請求項１に記載の回転流体装置。
【請求項３５】
回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、前記外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、前記外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、前記内側回転機構は、前記ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、
前記ロータは、対向する側面と外周面を備え、前記ロータハウジングは、前記ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、
前記ロータと前記ロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、前記フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、
前記ローブは、前記ローブ間に前記内周面と前記外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、前記フォロアは、前記内周面及び前記外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するように前記フォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、前記トラフは、前記ロータがチャンバへ回転している間、前記フォロアによって隔てられ、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接する前記チャンバが流体圧力の差を有することにより前記ロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、少なくとも前記突出状態において、前記フォロアの下側に面する表面の少なくとも一部の流体圧力が、実質的に前記チャンバに露出される前記フォロアの反対側の上側に面する表面の少なくとも一部の流体圧力と実質的に静水圧平衡にあるように適合される、
回転流体装置。
【請求項３６】
回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、前記外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、前記外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、前記内側回転機構は、前記ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、
前記ロータは、対向する側面と外周面を備え、前記ロータハウジングは、前記ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、
前記ロータと前記ロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、前記フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、
前記ローブは、前記ローブ間に前記内周面と前記外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、前記フォロアは、前記内周面及び前記外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するように前記フォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、前記トラフは、前記ロータがチャンバへ回転している間、前記フォロアによって隔てられ、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接する前記チャンバが流体圧力の差を有することにより前記ロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、少なくとも前記突出状態において、前記フォロアと前記凹部との間に少なくとも１つの圧力ゾーンを画定するように適合され、前記少なくとも１つの圧力ゾーンは流体源と連通する、
回転流体装置。
【請求項３７】
前記流体源は、前記フォロアのヘッド表面に隣接する前記チャンバ内の流体、及びパイロット導管を介して圧力ゾーンに提供される正圧に加圧された流体のうちの１つである、請求項３６に記載の回転流体装置。
【請求項３８】
回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、前記外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、前記外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、前記内側回転機構は、前記ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、
前記ロータは、対向する側面と外周面を備え、前記ロータハウジングは、前記ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、
前記ロータと前記ロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、前記フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、
前記ローブは、前記ローブ間に前記内周面と前記外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、前記フォロアは、前記内周面及び前記外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するように前記フォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、前記トラフは、前記ロータがチャンバへ回転している間、前記フォロアによって隔てられ、前記ロータと前記ロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接する前記チャンバが流体圧力の差を有することにより前記ロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、
前記フォロア及び前記フォロア凹部は、少なくとも前記突出状態において、前記フォロアと前記フォロア凹部との間に３つの圧力ゾーンが画定されるように適合され、前記３つの圧力ゾーンは、中間圧力ゾーンと、前記中間圧力ゾーンの対向する周方向側方の２つの側方圧力ゾーンを備える、
回転流体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その内容が参照により組み込まれる、２０１８年３月８日に出願された豪州特許仮出願第２０１８９００７５０号からの優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、回転流体装置、特に、回転油圧モータ又はポンプの形態の回転流体装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
油圧モータは、油圧及び流れをトルク及び回転に変換するのに用いられる。このような油圧モータは、一般に、入口ポート及び出口ポートを有する外側ハウジングと、油圧作動流体が入口ポートと出口ポートとの間を通過してドライブシャフトを回転させるときに回転する、ハウジング内の内側回転機構を備える。
【０００４】
内側回転機構にはベーン又は他の表面を有する内側回転体が含まれる場合があり、このベーン又は他の表面に油圧作動流体が作用して内側回転体及びドライブシャフトを回転させる。ベーン間のチャンバは、内側回転体の回転を維持する様態で外側ハウジングの入口ポート及び出口ポートと選択的に位置合わせされるように構成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油圧モータに伴う問題は、モータの効率、出力トルクの変動又は「ウォブル」、モータのサイズ、構造の複雑さ、及び製造コストに関係する。
【０００６】
本明細書で開示される発明は、上記で特定した問題のうちの１つ以上を克服しようとする又は少なくとも有用な代替を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の幅広い態様によれば、回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、内側回転機構は、ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含む、回転流体装置が提供される。
【０００８】
ロータは、対向する側面と外周面を備え、ロータハウジングは、ロータの外周面の周りに延びる内周面を備える。
【０００９】
ロータとロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、ロータとロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備える。
【００１０】
ローブは、該ローブ間に内周面と外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、フォロアは、内周面及び外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するようにフォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、トラフは、ロータがチャンバへ回転している間、フォロアによって隔てられる。
【００１１】
ロータとロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接するチャンバが流体圧力の差を有することによりロータを周方向に付勢するようにポート配置を備える。
【００１２】
フォロア及びフォロア凹部は、少なくとも突出状態において、フォロア凹部に向いたフォロアの下側に面する表面での流体圧力が、実質的にチャンバに露出されるフォロアの反対側の上側に面する表面での流体圧力と実質的に静水圧平衡にあるように適合される。
【００１３】
一態様では、フォロアはそれぞれ、内周面及び外周面のうちのいずれか一方と摺動可能に係合するように適合されたヘッド部と、フォロア凹部によって受け入れられるベース部を備える。
【００１４】
別の態様では、フォロア及びフォロア凹部は、少なくとも突出状態において、ヘッド部とフォロア凹部との間に少なくとも部分的に存在する中間圧力ゾーンと、中間圧力ゾーンの周方向に隣接する各側の隣接する圧力ゾーンを画定するように形状設定される。
【００１５】
また別の態様では、上側に面する表面は、フォロアのヘッド部のチップ表面を含み、ヘッド部は、そのチップ表面と中間圧力ゾーンとの間の流体の通過を可能にするように適合される。
【００１６】
また別の態様では、ヘッド部は、チップ表面から中間圧力ゾーンに延びる少なくとも１つの孔を備える。
【００１７】
また別の態様では、中間圧力ゾーンは、凹部内に存在する。
【００１８】
また別の態様では、フォロアの下側に面する表面は、ヘッド部の下面を含み、少なくとも１つの孔は、ヘッド部のチップ表面から下面に延びる。
【００１９】
また別の態様では、フォロアの下側に面する表面は、ベース部の下面を含む。
【００２０】
また別の態様では、フォロアの上側に面する表面は、ベース部の上側に面する表面を含む。
【００２１】
また別の態様では、隣接する圧力ゾーンは、少なくとも上昇した状態においてベース部の下面とフォロア凹部との間に少なくとも部分的に存在する。
【００２２】
また別の態様では、隣接する圧力ゾーンと中間圧力ゾーンは、フォロア及びフォロア凹部のうちの少なくとも一方によって提供されるディバイダによって互いから分離される。
【００２３】
また別の態様では、ベース部は、その対向する側部に配置される位置決め部を備え、位置決め部は、凹部によって摺動可能に受け入れられるように適合される。
【００２４】
また別の態様では、隣接する圧力ゾーンは、少なくとも上昇した状態において位置決め部の下側とフォロア凹部との間に提供される。
【００２５】
また別の態様では、フォロア及びフォロア凹部は、隣接する圧力ゾーンと流体連通するべく通路を提供するように形状設定される。
【００２６】
また別の態様では、通路は、位置決め部間に設けられる。
【００２７】
また別の態様では、ローブは、ロータとロータハウジングのうちの一方の周りに等間隔に配置される。
【００２８】
また別の態様では、各ローブに対して少なくとも２つのフォロアが設けられる。
【００２９】
また別の態様では、ロータはフォロアを保有し、ロータハウジングはローブを含む。
【００３０】
また別の態様では、ロータハウジングは、その周りに等間隔に配置された３つのローブを有し、ロータは、９つの対応する等間隔に配置されたフォロアを備える９つのフォロア凹部を有する。
【００３１】
また別の態様では、フォロアは、それぞれフォロア凹部から離れる方に付勢される。
【００３２】
また別の態様では、フォロア凹部とフォロアとの間にばねが設けられる。
【００３３】
また別の態様では、少なくとも突出状態において、フォロアの下面とフォロア凹部との間に中間圧力ゾーン及び２つの側方圧力ゾーンが画定され、各フォロアの中間圧力ゾーン及び２つの側方圧力ゾーンは、フォロアとフォロア凹部の配置によって隔てられ、中間圧力ゾーン及び２つの側方圧力ゾーンのそれぞれは、それぞれのチャンバと流体連通するように通路と孔のうちの１つを有する。
【００３４】
また別の態様では、少なくとも突出状態において、フォロアのヘッド部とフォロア凹部との間に中間圧力ゾーンが画定され、フォロアは、その静水圧平衡を可能にするべく中間圧力ゾーンとチャンバに露出されるヘッド部の表面との間に孔を備える。
【００３５】
また別の態様では、ローブのチップは、それらの間に可動インサートを備える。
【００３６】
また別の態様では、インサート及びフォロアは、ロータよりも比較的軟質の材料で形成された摩耗面を備える。
【００３７】
また別の態様では、インサートが、フォロアのヘッド部よりも周方向により広い。
【００３８】
また別の態様では、インサートは、インサートチャンバによって配置され、インサートは、インサートチャンバから離れる方に付勢される。
【００３９】
また別の態様では、インサートは、その静水圧平衡を可能にするべく、その下面とチャンバに露出される対向するチップ表面との間に孔を備える。
【００４０】
また別の態様では、ロータハウジングは、ローブの周方向の各側に入口ポート及び出口ポートを含む。
【００４１】
また別の態様では、入口ポートと出口ポートの間の流体の方向は、ロータが順方向及び逆方向に動作できるように逆にすることができる。
【００４２】
また別の態様では、ローブは、それらの間に画定されるトラフがその両端でローブのチップに向けてテーパするように形状設定される。
【００４３】
また別の態様では、ローブ間のトラフは、チャンバの最大断面積がローブ間のトラフの中央にあるように形状設定される。
【００４４】
また別の態様では、回転流体装置は、油圧モータ又はポンプである。
【００４５】
また別の態様では、ロータハウジングは、ロータに対して固定されている。
【００４６】
第２の幅広い態様によれば、回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、内側回転機構は、ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、ロータは、対向する側面と外周面を備え、ロータハウジングは、ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、ロータとロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、ロータとロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備える、回転流体装置が提供される。
【００４７】
ローブは、該ローブ間に内周面と外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、フォロアは、内周面及び外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するようにフォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、トラフは、ロータがチャンバへ回転している間、フォロアによって隔てられ、ロータとロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接するチャンバが流体圧力の差を有することによりロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、フォロア及びフォロア凹部は、少なくとも突出状態において、フォロアの下側に面する表面の少なくとも一部の流体圧力が実質的にチャンバに露出されるフォロアの反対側の上側に面する表面の少なくとも一部の流体圧力と実質的に静水圧平衡にあるように適合される。
【００４８】
第３の幅広い態様によれば、回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、内側回転機構は、ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含む、回転流体装置が提供される。
【００４９】
ロータは、対向する側面と外周面を備え、ロータハウジングは、ロータの外周面の周りに延びる内周面を備え、ロータとロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、ロータとロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、ローブは、該ローブ間に内周面と外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、フォロアは、内周面及び外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するようにフォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、トラフは、ロータがチャンバへ回転している間、フォロアによって隔てられる。
【００５０】
ロータとロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接するチャンバが流体圧力の差を有することによりロータを周方向に付勢するようにポート配置を備え、フォロア及びフォロア凹部は、少なくとも突出状態において、フォロアと凹部の間に少なくとも１つの圧力ゾーンを画定するように適合され、少なくとも１つの圧力ゾーンは流体源と連通する。
【００５１】
一態様では、流体源は、フォロアのヘッド表面に隣接するチャンバ内の流体、及びパイロット導管を介して圧力ゾーンに提供される正圧に加圧された流体のうちの１つである。
【００５２】
別の態様では、フォロアとフォロア凹部の間に複数の圧力ゾーンが形成され、複数の圧力ゾーンのそれぞれは、複数の圧力ゾーンのそれぞれへの圧力の連通を可能にするべく異なる圧力で流体と連通する。
【００５３】
第４の幅広い態様によれば、回転流体装置であって、外側ハウジングアセンブリと、外側ハウジングアセンブリに対して回転するように適合された内側回転機構を含み、外側ハウジングアセンブリは、ロータハウジングを含み、内側回転機構は、ロータハウジング内に回転可能に嵌るように寸法設定されたロータを含み、ロータは、対向する側面と外周面を備え、ロータハウジングは、ロータの外周面の周りに延びる内周面を備える、回転流体装置が提供される。
【００５４】
ロータとロータハウジングのうちの一方は、その内周面及び外周面に対して半径方向に延びるローブを備え、ロータとロータハウジングのうちの他方は、フォロアと、フォロアが移動可能に配置されるフォロア凹部を備え、ローブは、該ローブ間に内周面と外周面との間に延びるトラフを画定するように構成され、フォロアは、内周面及び外周面のうちのいずれか一方に実質的にシール可能に従動するようにフォロア凹部に対して突出状態と後退状態との間で移動可能であり、トラフは、ロータがチャンバへ回転している間、フォロアによって隔てられ、ロータとロータハウジングのうちの少なくとも一方は、周方向に隣接するチャンバが流体圧力の差を有することによりロータを周方向に付勢するようにポート配置を備える。
【００５５】
フォロア及びフォロア凹部は、少なくとも突出状態において、フォロアとフォロア凹部の間に３つの圧力ゾーンが画定され又は設けられるように適合され、３つの圧力ゾーンは、中間圧力ゾーンと、中間圧力ゾーンの対向する周方向側方の２つの側方圧力ゾーンを含む。
【００５６】
本発明は、添付図を参照することにより、限定ではない単なる例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１ａ及び図１ｂは、回転油圧モータの形態の回転流体装置の例を示す等角上面図及び後上面図である。
【図２】図２ａ及び図２ｂは、分かりやすくするために段階的に部分的に切り取った状態の、モータの内部機構を例示する等角切取図である。
【図３】モータを例示するパーツ分解図である。
【図４】図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃは、それぞれ、モータの後方ハウジングを例示する等角背面図、等角前面図、及び側断面図である。
【図５】図５ａ〜図５ｄは、それぞれ、モータのスラストプレートを例示する、等角前面図、背面図、側面図、及び隠れ線を描いた前面図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、それぞれ、モータのロータハウジングの後面斜視図及び背面図である。
【図７】図７ａ〜図７ｃは、それぞれ、モータのロータの前方及び後方側面図である。
【図８】図８ａ〜図８ｅは、それぞれ、ロータハウジングのインサートの上側等角図、下等角図、隠れ線を描いた側面図、隠れ線を描いた上面図、及び隠れ線を描いた端面図である。
【図９】図９ａ〜図９ｄは、それぞれ、フォロアの外側側面等角図、内側側面第２等角図、隠れ線を描いた端面図、及び隠れ線を描いた上面図である。
【図１０】図１０ａ〜図１０ｃは、それぞれ、モータの前方ハウジングの後面等角図、前面等角図、及び上面断面図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、反時計回り方向に０から２０度の角度にわたって動いているロータハウジング内のロータを例示する機能的回転図である。
【図１２】図１２ａ及び図１２ｂは、回転油圧モータの形態の回転流体装置の第２の実施例を示す等角上側及び下側側面図である。
【図１３】図１３ａ、図１３ｂ、及び図１３ｃは、分かりやすくするために段階的に部分的に切り取った状態の、モータの内部機構を例示する一連の等角切取図である。
【図１４】図１４ａ及び図１４ｂは、モータを例示する断面側面及び上面図である。
【図１５】モータを例示するパーツ分解図である。
【図１６】図１６ａ及び図１６ｂは、モータの後方ハウジングを例示する等角背面図及び正面図であり、図１６ｃ及び図１６ｄは、モータの後方ハウジングを例示する側断面図及び正面図である。
【図１７】図１７ａ及び図１７ｂは、モータの後方スラストプレートを例示する等角背面図及び正面図であり、図１７ｃ及び図１７ｄは、モータの後方スラストプレートを例示する側断面図及び正面図である。
【図１８】図１８ａ、図１８ｂ、及び図１８ｃは、モータのロータハウジングを例示する前面等角図及び正面図である。
【図１９】図１９ａ、図１９ｂ、及び１９ｃは、モータのロータを例示する上面及び側面等角図であり、図１９ｄ、図１９ｅ、及び１９ｆは、モータのロータを例示する前面、隠れ線を描いた側面、及び背面図である。
【図２０】図２０ａ及び図２０ｂは、ロータのインサートを例示する上側等角及び下側等角図であり、図２０ｃ、図２０ｄ、及び２０ｅは、ロータのインサートを例示する上面、隠れ線を描いた側面、及び隠れ線を描いた端面図である。
【図２１】図２１ａ及び図２１ｂは、ロータハウジングのフォロアを例示する下側等角及び上側等角図であり、図２１ｃ及び図２１ｄは、ロータハウジングのフォロアを例示する上面図及び隠れ線を描いた端面図である。
【図２２】図２２ａ、図２２ｂ、及び図２２ｃは、モータの前方ハウジングを例示する等角背面図、前面図、及び背面図である。
【図２３】図２３ａ、図２３ｂ、及び図２３ｃは、モータの前方スラストプレートを例示する等角背面図、側断面図、及び背面図である。
【図２４】図２４ａ、図２４ｂ、図２４ｃは、反時計回り方向に０、４５、及び９０度の角度にわたって動いているロータハウジング内のロータを例示する機能的回転図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
第１の実施例
最初に図１ａ〜図３を参照すると、回転油圧モータ１０の形態の回転流体装置５の第１の実施例が示されている。油圧モータ１０は、外側ハウジングアセンブリ１２と、外側ハウジングアセンブリ１２に対して回転するように適合された内側回転機構１４を含む。内側回転機構１４は、ロータ１６及びシャフト１８を含む。外側ハウジングアセンブリ１２は、後方ハウジング２０、前方ハウジング２２、及び後方ハウジング２０と前方ハウジング２２との間の、ロータ１６が収容される中間ロータハウジング２４を含む。
【００５９】
ロータ１６は、対向する側面１７ａ、１７ｂ及び外周面１９を備え、ロータハウジング２４は、ロータの外周面１９の周りに延びる内周面２１を備える。この実施例では、ロータハウジング２４は、内周面２１に対して内方に半径方向に延びるローブ１５を備え、ロータ１６は、フォロア２３と、フォロア２３が移動可能に配置されるフォロア凹部２５を備える。
【００６０】
この第１の実施例では、ロータハウジング２４がローブ１５を備え、ロータ１６がフォロア凹部２５内にフォロア２３を保有することに注目される。しかしながら、以下の第２の実施例では配置が逆にされ得る。したがって、両方の実施例が本明細書で考慮される。
【００６１】
ローブ１５は、作動流体を受け入れるためにそれらの間にトラフ６６（図１１ａに最もよく示される）を画定するように構成される。トラフ６６は、内周面２１と外周面１９との間に延び、フォロア２３は、内周面２１及び外周面１９のうちのそれぞれ一方に実質的にシール可能に従動するように突出状態とフォロア凹部２５に向かう後退状態との間で移動される。トラフ６６は、ロータ１６がローブ１５間のチャンバ７０へ回転している間、フォロア２３によって隔てられる。フォロア２３、トラフ６６、及びチャンバ７０は、図１１ａ及び図１１ｂに最もよく示される。
【００６２】
好ましくは、回転流体装置５は、油圧モータとして機能し、その場合、作動流体は油である。しかしながら、回転流体装置５は、他の作動流体を利用する、ポンプとして機能してもよい。ポンプとして動作するとき、回転流体装置５は、シャフト１８の回転によって駆動され得る。
【００６３】
後方ハウジング
さらに図４ａ〜図４ｃを参照すると、後方ハウジング２０は、ロータ１６及びシャフト１８の時計回り及び反時計回りの回転を容易にするべく、モータ１０への油圧作動流体の入口及び出口を提供するポート「Ａ」及び「Ｂ」を備える。後方ハウジング２０、中間ロータハウジング２４、及び前方ハウジング２２は、図３に最もよく示されるように、対応する孔２８に通されるファスナ２６によって結合されるように適合される。
【００６４】
後方ハウジング２０は、図５ａ〜図５ｄに最もよく示されるスラストプレート３２がそれに接する状態で配置される表面３０を備える。スラストプレート３２は、ロータ１６と後方ハウジング２０との間に位置する。同じスラストプレート３２が、後方スラストプレートと前方スラストプレートとの両方として用いられ、それぞれ３２ａ及び３２ｂとして表されることに留意されたい。Ｏリングシール４４を配置するために、表面３０の周りに環状溝４２が設けられる。
【００６５】
後方ハウジング２０は、図３に示されるブッシュ５４を収容する止り穴５２も備え、ブッシュ５４はシャフト１８の後端を支持する。表面３０は、スラストプレート３２が当接するエラストマーリング３３を配置するための、中央潤滑孔３５付きの凹部３１をさらに含む。これらの凹部３１は、ロータ１６の側部でのシールの維持を助けるために、スラストプレート３２をロータ１６に押し付けるように設計される。対角線上にある凹部は同じ圧力であり、ゆえに、スラストプレートはロータに均等に押し付けられる。
【００６６】
Ａ及びＢポートは、後方ハウジング２０にドリル加工されてよく、ドリル加工されたギャラリ４８に油圧作動流体を提供するための取付具（図示せず）の挿入を可能にする。モータ１０が順方向又は逆方向に動作できるように、Ａ又はＢポートはポンプからの流れを受け入れ、Ａ又はＢポートは流れをタンク（図示せず）に戻す。
【００６７】
この３ローブの実施例でのＡポートは、流れをポートＡ１、Ａ２、及びＡ３に誘導し、これにより、流れはロータハウジング２４のそれぞれのポートＡ１１、Ａ２１、Ａ３１に誘導され、次いで、さらに詳細に後述するようにローブ１５の特定の側部に誘導される。この実施例でのＢポートは、流れをポートＢ１、Ｂ２、及びＢ３に誘導し、これにより、流れはロータハウジング２４のそれぞれのポートＢ１１、Ｂ２１、及びＢ３１に誘導され、次いで、図６ａ及び図６ｂに最もよく示されるようにローブ１５の反対の側部に誘導される。
【００６８】
スラストプレート
ここで図５ａ〜図５ｄを参照すると、スラストプレート３２は、外面５１と、ロータハウジング２４に面する内面４３を備える。前面５１は概して平坦であり、後面４３は、この実施例ではインサート凹部５８の形状によって提供される、ロータハウジング２４のそれぞれのステップ５７及びロケータ５９と相互に嵌るステップ５３及びロケータ５５を備え、これにより、スラストプレート３２を回転に対してロックする。前述のように、同じスラストプレート３２が、後方スラストプレートと前方スラストプレートとの両方として用いられ、それぞれ３２ａ及び３２ｂとして表される。
【００６９】
中間ロータハウジング及びインサート
さらに図６ａ及び図６と図７ａ〜図８ｂを参照すると、中間ロータハウジング２４は、そこからローブ１５が延びている内周面２１を画定する環状穴６０を備える。この実施例では、３つのローブ１５が存在し、各ローブ１５は、そのインサート凹部５８内にインサート７６を受け入れ、ロータ１６とロータハウジング２４との間にシールを形成する。動作中に、中間ロータハウジング２４は回転せず、これにより、ステータとして作用する。すなわち、これは、モータ１０を取り付けている装置に対して固定された位置にとどまる。ロータハウジング２４は、ロータ１６がそれに反作用して回転を生み出すための固定された物体を提供する。図６ａ及び図６ｂでは、インサート７６は、明確にするために取り外されている。
【００７０】
ロータハウジング２４は、前面６８ａ及び後面６８ｂを有する。後面６８ｂは、内部の入口ポートＰＡ及び出口ポートＰＢと連通する、ポートＡ１１、Ａ２１、Ａ３１及びポートＢ１１、Ｂ２１、及びＢ３１を備える。複数の貫通取付穴２８が、前面６８ａと後面６８ｂとの間でロータハウジング２４を貫通して設けられる。ファスナ２６が、取付穴２８に通されて、パーツを一緒に固定し、最終的に作業チャンバ７０をシールする。
【００７１】
ローブ１５は、インサート７６が嵌め込まれるスロット６３の形態のインサート凹部５８の両側に傾斜６１を備える。インサート７６の両側に及び傾斜６１間に、適宜、対応するポートＡ及びＢと流体連通する入口ポートＰＡ／出口ポートＰＢが設けられる。スロット６３は、より狭い区域６７につながる口区域６４を備える。スロット６３は、ロータ１６に向けてインサート７６を外方に付勢するように構成されたばね７８を受け入れるための孔６９を備える。
【００７２】
入口ポートＰＡ／出口ポートＰＢは、その上を通るフォロア２３よりも長くなるように形状設定され、圧力逃がし溝３７を備える。圧力逃がし溝３７は、インサート７６に隣接するスロット６３まで延びる。圧力逃がし溝３７は、フォロア２３が後退する際に、ローブ１５とフォロア２３の間に閉じ込められた流体を逃がすことができる。
【００７３】
ロータハウジング２４は、高圧を保持するのに十分な降伏強度をもつ延性鋼から作製されてよく、また、フォロア２３が摺動するための低摩擦材料を提供する。モータの押しのけ容積は、主に、ハウジングボア６０の直径ＤＨとロータの直径「Ｄｒ」との間の環体積及びローブ１５の数によって決まる。
【００７４】
この実施例では、ローブ１５のチップ７４は、ロータ１６とロータハウジング２４との間にシールを形成する、図８ａ〜図８ｅに示されるインサート７６を受け入れるように形状設定される凹部５８を備える。この実施例では、インサート７６は、より広いヘッド９１及びステム９３を有するＴ字形である。インサート７６は、摩耗時にロータ１６とロータハウジング２４との間のシールが確実に維持されるように、ばね７８（図３に示される）を用いて外方に付勢される。潤滑孔又は通路７９と側方カットアウト又は通路８７により、インサート７６は内側と外側との両方で確実に静水圧平衡に保たれ、これにより、インサート７６がロータ１６に過度の圧力をかけて過度の摩耗を引き起こすのを防ぐ。
【００７５】
好ましくは、インサート７６のヘッド９１は、図１１ａに最もよく示されるように、フォロア２３のヘッド８６よりも周方向により広いことに注目される。これは、インサート７６をロータ１６の外周面１９と常に接触したままにし、これにより、そのシールが確実に維持される。インサート７６の幅はまた、ロータ１６がローブ１５を通過する際に、確実にインサート７６がローブ１５を越えて移動しないようにする。
【００７６】
さらに、ヘッド９１の幅に起因して、ヘッド９１の接触面９５は、図８ｅに最もよく示されるように、ロータ１６の半径の曲線に概ね対応するように湾曲している。インサート７６は、ロータハウジング２６よりも軟質の材料で作製されてよく、時間が経つにつれて摩耗するように設計される。
【００７７】
インサートの接触面９５は、ロータ半径と一致するように丸みがつけられている。しかしながら、インサート７６の縁では半径は異なり、縁は本質的に丸みを帯びており、そのため縁はロータから離れている。これは、フォロア２３がロータハウジング表面２１からインサート表面９５に移動する際のフォロア２３の摺動を容易にするはずである。
【００７８】
フォロア２３と同様に、さらなる開発のなかで、動作圧力でのパイロット圧力をインサート７６の上面中央に作用させる必要が生じる場合がある。これにより、インサート７６がロータ表面１９に常に確実に保持又は付勢される。これは中央スロット７９を不要にするであろう。
【００７９】
ロータ
図７ａ〜図７ｃを参照すると、フォロア２３が取り外された状態のロータ１６が示される。ロータ１６は、フォロア２３の直線的な突出及び後退を可能にするように構成されたフォロア凹部２５を備える円筒形の本体５９を有する。ロータ１６の直径「Ｄｒ」は、ローブ１５でのロータハウジング２４の直径「ＤＬ」にほぼ等しい。ロータ１６の残りの直径「Ｄｒ」は、ロータハウジング２４の環状穴６０の直径「ＤＨ」よりも小さく、したがって、フォロア２３がトラフ６６を隔てて、ローブ１５、フォロア２３、ロータ１６、及びロータハウジング２４間に、圧力チャンバ７０（すなわち、図１１ａ及び図１１ｂに示すようにチャンバ７０Ａ、７０Ｂなど）を提供する。
【００８０】
この実施例では、フォロア凹部２５は、機械加工された半径方向に延びるスロット６５の形態で提供され、第１の側部７１、第２の側部７３、及び第１の側部７１と第２の側部７３との間に延び且つこれらを隔てるリブ８１を有する。リブ８１の相対的な高さはロータ１６の外周面１９よりも低く、フォロア凹部２５の両端７７は、フォロア２３と嵌合するように拡大され、フォロア２３を外方に付勢するためにばね８８の形態の付勢要素７９を収容する。
【００８１】
任意の数の複数のローブ１５及びフォロア２３を有することが可能であることに留意されたい。物理的制約内で適合できるローブ１５が多いほど、所与のサイズでのモータ１０の押しのけ容積が大きくなる。
【００８２】
フォロア
ここでフォロア２３により詳細に移り、さらに図９ａ〜図９ｄを参照すると、ベーン又はカムフォロアとも時々呼ばれるフォロア２３は、作業圧力のチャンバ７０（例えば図１２ａに示される正圧チャンバ７０Ａと戻り圧チャンバ７０Ｃ）間のシールとして機能する。フォロア２３はまた、ロータ１６がそれに反作用して回転を生み出すことができる側面２９を提供する。フォロア２３は、フォロア凹部２５との間で半径方向にのみ移動するように、ロータ１６のフォロア凹部２５内に少なくとも部分的に摺動可能に嵌合し、嵌合は、フォロア２３のどのような回転又は横方向の移動も抑制されるようなものである。
【００８３】
各ローブ１５に対して少なくとも２つのフォロア２３を有することが好ましい。この実施例では、最も好ましくは、各ローブ１５に対して３つのフォロア２３が存在し、これは、少なくとも１つのフォロア２３がロータハウジング２４の最小半径と接触し、一方、他の２つの隣接するフォロア２３がローブ１５間のトラフ６６内に配置されることを可能にする。同様に、この構成では、フォロア２３のうちの少なくとも１つは、トラフ６６の最も広い部分にわたって延びるように位置決めされ、入口ポートＰＡと出口ポートＰＢの間の流れを抑制する。
【００８４】
これは、図１１ａ及び図１１ｂに示すように、先行するローブ１５の圧力ポート又は入口ポートＰＡが、トラフ６６を介して、次のローブ１５のタンクポート又は出口ポートＰＢに接続されないことを保証する。言い換えれば、フォロア２３は、ローブ１５間のトラフ６６を隔ててチャンバ７０（チャンバ７０Ａ〜７０Ｉとして表される）を生み出し、隣接するポートＰＡ、ＰＢ間にシールをもたらす。フォロア２３は、フォロア２３のスムーズな後退及び突出を保証するために前縁８４及び後縁８５上に半径を有する。
【００８５】
フォロア２３は、フォロア２３とロータハウジング２４のフォロア凹部２５との間のばね８８の形態のバイアスにより、ロータハウジング２４の内周面２１の方に付勢される。したがって、使用中に、フォロア２３は、ロータ１６が回転する際にロータハウジング２４の内周面２１に概して「従動」し、ローブ１５及びそれらの間のトラフ２７に従動するべく突出及び後退する。ロータハウジング２４の内周面２１の摩損を低減するために、フォロア２３は、真鍮又は青銅又は他の適切な材料などの、ロータハウジング２４と比較してより軟質の材料で作製されてよい。
【００８６】
より詳細には、図９ｃに最もよく示されるように、フォロア２３は、ヘッド部８６、より広いベース部９８、及びベース部９８からヘッド部８６に向けて延びる内部スロット１１５の形態の孔１１１を備える。内部スロット１１５ａによって画定される隙間が、フォロア凹部２５のリブ８１を受け入れ、ベース部９８は、その両端にロケータ９９を備え、ロケータ９９は、フォロア凹部２５と嵌合し、ばね８８を受け入れて保持する。
【００８７】
ヘッド部８６及びベース部９８は、概してチャンバ７０に向けてフォロア凹部２５から離れる方に面する、上又は上側に面する表面９４ａ、９４ｂ及び９４ｃと、フォロア凹部２５に面する、反対側の、下側又は下面９７ａ、９７ｂ及び９７ｃを備える。
【００８８】
摩擦を最小にするために、油圧作動流体が内周面２１とフォロア２３との間で潤滑剤として作用してよい。この領域での潤滑膜は、圧力がかかることになり、普通はカムフォロア２３上に力の不均衡を生じることによって、カムフォロア２３を後退させて内周面２１から分離させ、漏れ及び効率の損失を引き起こすことになる。
【００８９】
したがって、この圧力の不均衡を打ち消すために、フォロア２３が突出状態と後退状態との間で移動する際に、孔１１１が、ヘッド部８６の下面９７ｃとリブ８１との間に位置する中間圧力ゾーン９２ｂへの流体の移動を可能にする。これにより、フォロア２３が潤滑された状態に保たれ、また、概して静水圧平衡となる。中間圧力ゾーン９２ｂは図１１ａに示される。
【００９０】
チャンバ７０に面するロケータ９９の上側又は上面９４ａ、９４ｃとフォロア凹部２５に面する反対側の下面９７ａ及び９７ｃとの間に通路１１９を提供するべく、フォロア２３の側面２９は、フォロア凹部２５の側面１０５からロケータ９９によって離間される。
【００９１】
通路１１９は、上又は上側に面する表面９４ａ、９４ｃと下又は下側に面する表面９７ａ、９７ｃなどのリブ８１の幅の外部にあるヘッド８６の表面上のあらゆる領域間の一般的な静水圧平衡を可能にし、中間圧力ゾーン９２ｂの両側に２つのさらなる側方圧力ゾーン９２ａ、９２ｃを画定する。各圧力ゾーン９２ａ、９２ｂ及び９２ｃは、互いに分離されている。通路１１９は、この実施例に示すようにロータ１６の幅の一部に沿って延びる開水路型であってよく、又は以下の第２の実施例に示すようにフォロアを通る孔であってよいことに留意されたい。
【００９２】
３つの圧力ゾーン９２ａ、９２ｂ、９２ｃは、ロータ１６と合致する（すなわち、前縁半径及びヘッド半径がロータと一致する）面の変化するプロファイルが静水圧平衡を維持することを可能にすることに留意されたい。これは、フォロア２３によってロータ１６にかかる正味の力が、主にばね８８（又はパイロット圧力を含み得る他の付勢手段）によって制御されることを保証する。モータの定格速度を変えるために種々のばね定数のばね８８との交換を用いることができることに留意されたい。（すなわちより硬いバイアスばねは、ローブ上にフォロアをより高速でより長く保持することになる）。
【００９３】
いくつかの例では、中間圧力ゾーン９２ｂにパイロット圧力が提供され得ることに留意されたい。パイロット圧力は、ロータハウジング２４内のパイロット導管（図示せず）を介して、動作ポートから中間圧力ゾーン９２ｂに伝達されてよい。パイロット圧力は、フォロア２３を外方に付勢するように作用する正圧であってよく、これにより、ばねに加えてさらなる付勢をもたらす。同様の構成がインサート７６のために用いられてよい。この構成では、中間圧力ゾーン９２ｂは、チップ表面９４ｄでの圧力と静水圧平衡ではない。しかしながら、３つの圧力ゾーン９２ａ、９２ｂ、９２ｃが依然として存在し、中間圧力ゾーン９２ｂは事実上付勢をもたらす。
【００９４】
この構成では、フォロア２３の中央孔１１１は排除され、動作パイロット圧力はフォロア２３の中央区域の表面９７ｂに作用するように誘導されることに留意されたい。この状況では、チップ表面９４ｄは、必ずしもロータハウジング２４の表面と一致するように丸みがつけられているわけではない。これは、多くの既存のベーンモータ及びベーンポンプの場合のように、接点がはるかにより小さいことを意味する。
【００９５】
前方ハウジング
ここで図１０ａ〜図１０ｃを参照すると、前方ハウジング２２は、延性鋼から製造されてよい。前方ハウジング２２は、ベアリング１２６に段付きボア１０４を備え、リング１１８及びシャフトシール１２７を受け入れてシャフト１８を回転可能に支持する。前方スラストプレート３２ｂが、ロータハウジング２４の内部に着座する。
【００９６】
ねじ付きドレインポート１２０が、前方ハウジング２２の上面１２２にドリル加工され、低圧のリザーバに接続された流体移送導管に適合可能な取付具（図示せず）の挿入を可能にする。ドレインポート１２０は、圧力チャンバ７０から漏れた可能性がある流体を除去できるようにするために設けられる。
【００９７】
前方ハウジング２２は、前方ハウジング２２をロータハウジング２４及び後方ハウジング２０にファスナ２８でクランプすることを可能にする複数のねじ付き孔２８を備える。前方ハウジング２２は、モータで駆動される装置に簡単に結合できるようにするために、標準ＳＡＥ取付構成であり得る前方フランジ１３６を有する。シャフト１８を収容し、シャフト１８が前方フランジ１３６から突き出ることを可能にするために、前方ハウジング１２２の全長を通る穴１４２が存在する。
【００９８】
シャフト
図３に最もよく示されるシャフト１８は、細長く、高張力鋼から製造されてよい。シャフト１８は、ロータ１６によって生じた回転を、駆動される装置（図示せず）に伝達する手段である。シャフト１８は、ロータ１６の内径上の対応するスプライン１４８と合致するように機械加工されたスプライン１４６を有する。シャフト１８は、適合するキー１２８又はスプラインのいずれかによって駆動されることになる装置（図示せず）に結合される。シャフト１８は、シャフトシール１２７及びベアリング１２６に合う、且つ、組み立て及び動作中の自由回転も可能にするサイズの、様々な直径を有する。
【００９９】
使用及び動作
ここで図１１ａ〜図１１ｂを参照すると、油圧作動流体、ロータ１６、及びフォロア２３の動きを説明するために、２０度にわたるモータ１０の回転の例が示されている。一連の反時計回りでの様相が例示のみを目的として示されており、回転の方向は、入口ポートＡと出口ポートＢからの流れの方向を逆にすることによって逆にできることに留意されたい。モータ１０は、油圧作動流体供給タンク及び比較的より低圧の戻りタンクを加圧するべく入口ポートＡ及び出口ポートＢを介して接続されてよい。
【０１００】
ゼロ度回転の図１１ａを参照すると、加圧された油圧作動流体が、ポートＢ１１、Ｂ２１、及びＢ３１に、及び、それぞれの内部ポートＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３に供給される。これにより、隣接するフォロア２３Ａ、２３Ｄ、及び２３Ｇの側面２９に高圧が生じる。説明の目的で、９つのフォロア２３は、２３Ａ〜２３Ｉとしてマークされ、画定された９つの画定されたチャンバ７０は、７０Ａ〜７０Ｉとしてマークされ、３つのローブ１５は、１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃとしてマークされ、３つのローブ１５間の３つのトラフ６６は、６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｂとしてマークされることに留意されたい。
【０１０１】
フォロア２３Ｉ、２３Ｃ、及び２３Ｆは、それぞれローブ１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃで後退状態にあり、このとき、加圧されたチャンバ７０Ａ、７０Ｄ、及び７０Ｇをシールする。残りのフォロア２３は、ローブ１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃ間に画定されたトラフ６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｃを通って移動する際に突出状態にある。内部ポートＰＡ１、ＰＡ２、及びＰＡ３は開いており、流体がチャンバ７０Ｉ、７０Ｃ、及び７０Ｆを出ることを可能にし、モータ１０の継続的な回転を容易にする。
【０１０２】
ここで図１１ｂを参照すると、図１１ａと比較して反時計回りに２０度回転したロータ１６が示されている。圧力が、内部ポートＰＢ１、ＰＢ２、及びＰＢ３を介して、チャンバ７０Ａ、７０Ｄ、及び７０Ｇを介して隣接するフォロア２３Ａ、２３Ｄ、及び２３Ｇの側面２９上に加えられ続け、また、チャンバ７０Ｉ、７０Ｃ、及び７０Ｆを介して次のフォロア２３Ｉ、２３Ｃ及び２３Ｆの一部にも加えられる。図１３ｂでは、ローブ１５とフォロア２３の相対位置に起因してチャンバ７０Ｊが画定される。
【０１０３】
ロータ１６は、内部ポートＰＡ１、ＰＡ２、及びＰＡ３から低圧側で流体が排出されている状態で回転し続ける。ロータ１６は、ポートＢに圧力がかかっている間、回転し続ける。加圧された流体をポートＡに及び排出をポートＢに交換することによって、回転の方向が逆にされてよい。モータ１０の対称な構成は、どちらの方向の回転も可能にすることに留意されたい。
【０１０４】
第２の実施例２００
ここで最初に図１２ａ〜図１５を参照すると、回転油圧モータ２１０の形態の回転流体装置２０５の第２の実施例が示されている。
【０１０５】
油圧モータ２１０は、外側ハウジングアセンブリ２１２と、外側ハウジングアセンブリ２１２に対して回転するように適合された内側回転機構２１４を含む。内側回転機構２１４は、ロータ２１６及びシャフト２１８を含む。外側ハウジングアセンブリ２１２は、後方ハウジング２２０、前方ハウジング２２２、及び後方ハウジング２２０と前方ハウジング２２２の間の、ロータ２１６が収容される中間ロータハウジング２２４を含む。
【０１０６】
この実施例では、ロータ２１６がローブ２６４を備え、フォロア２６２が中間ロータハウジング２２４によって保有され、前述の第１の実施例とは逆の構成である。しかしながら、モータ２１０の一般的機能は、以下で概説するように第１の実施例と同様である。
【０１０７】
後方ハウジング
さらに図１６ａ〜図１６ｄを参照すると、後方ハウジング２２０は、ロータ２１６及びシャフト２１８の時計回り及び反時計回りの回転を容易にするべく、モータ２１０への油圧作動流体の入口及び出口を提供するポート「Ａ」及び「Ｂ」を備える。後方ハウジング２２０、中間ロータハウジング２２４、及び前方ハウジング２２２は、図１５に最もよく示されるように、対応する孔２２８に通されるファスナ２２６によって結合されるように適合される。
【０１０８】
後方ハウジング２２０は、図１６ａ〜図１６ｄに最もよく示される、後方スラストプレート２３２を受け入れる凹部２３０を備える。後方スラストプレート２３２のための凹部２３０の深さは、後方スラストプレート２３２が凹部２３０に嵌合されるときに、後方ハウジング２２０の前面２２４と後方スラストプレート２３２の前面２３６が実質的に互いに面一であるようにされる。
【０１０９】
後方ハウジング２２０は、後方スラストプレート２３２の雌溝２４０の形態の対応するロケータと一致する雄ノッチ２３８の形態のロケータを有し、正しい組み立てを保証する。後方ハウジング２２０は、エラストマーシール２４４のための凹部２３０を取り囲む環状溝２４２を備える。エラストマーシール２４４は、後方ハウジング２２０の面２３４と中間ロータハウジング２２４との間に嵌められ、外部環境への油圧作動流体の漏れを抑制する。
【０１１０】
Ａ及びＢポートは、後方ハウジング２２０の上面２４６にドリル加工されてよく、油圧作動流体を提供するための取付具（図示せず）の挿入を可能にする。ねじ付きポートＡ及びＢは、ドリル加工されたギャラリ２４８に内部で接続されて、流体移送穴２４９ａ及び２４９ｂと連通し、流体移送穴２４９ａ及び２４９ｂは、図１７ａに示される後方スラストプレート２３２の孔２４１ａ及び２４１ｂと連通する。後方ハウジング２２０は、図１５に示されるブッシュ２５４を収容する止り穴２５２も備え、ブッシュ２５４はシャフト２１８の後端を支持する。
【０１１１】
後方スラストプレート
ここで図１７ａ〜図１７ｄを参照すると、後方スラストプレート２３２は、その前面２５１上に内側及び外側環状同軸溝２５６ａ、２５６ｂを備え、後面２４３上に流体移送穴２４９のいずれかと連通する孔２４１ａ及び２４１ｂを備え、内側及び外側環状同軸溝２５６のうちの一方は、入口流れを提供し、他方は、出口流れを提供する。内側及び外側環状同軸溝２５６ａ、２５６ｂは、図１９ａ〜図１９ｆに最もよく示されるように、内側及び外側キドニーポート２５８ａ及び２５８ｂを含むロータ２１６のそれぞれのポート配置と最終的に位置合わせされる。
【０１１２】
中間ロータハウジング及びロータ
さらに図１８ａ〜図１８ｃ及び図１９ａ〜図１９ｆを参照すると、中間ロータハウジング２２４は、ロータ２１６及びフォロア２６２が配置される、環状穴２６０を備える。ロータハウジング２２４は、フォロア２６２の直線的な突出及び後退を可能にするスロット２６５の形態の機械加工された半径方向に延びるフォロア凹部２２５を有する。動作中に、中間ロータハウジング２２４は回転せず、これにより、ステータとして作用する。すなわち、モータ２１０を取り付けている装置に対して固定された位置にとどまる。ロータハウジング２２４は、ロータ２１６がそれに反作用して回転を生み出すための固定された物体を提供する。
【０１１３】
ロータ２１６は、対向する前側２６１及び後側２６３と、半径方向に延びる２つのローブ２６４を有する外周面２６７を備える。この実施例では、ローブ２６４は、公称０度及び１８０度のところに周方向に等間隔に配置された２つのローブ２６４の形態で提供される。しかしながら、他の数及び配置のローブが提供され得る。
【０１１４】
ローブ２６４でのロータ２１６の直径「ＤＬ」は、ロータハウジング２２４の環状穴６０の直径「ＤＨ」にほぼ等しい。ローブ２６４間にトラフ２６６が画定される。ロータ２１６の残りの直径「Ｄｒ」は、ロータハウジング２２４の環状穴２６０の直径「ＤＨ」よりも小さく、したがって、フォロア２６２がトラフ２６６を隔てて、ローブ２６４、フォロア２６２、ロータ２１６、及びロータハウジング２２４間に、圧力チャンバ２７０（すなわち、図２４ａ〜図２４ｃに示すようにチャンバ２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ及び２７０Ｄ）を提供する。
【０１１５】
ロータハウジング２２４は、ロータ２１６の対向する側面２６１、２６３及びフォロア端面２７０と面一に与えられる機械加工された前面及び後面２６８を有し、したがって、ロータハウジング２２４は、複数の貫通取付穴２２８を用いて前方ハウジング２２０及び後方ハウジング２２２に結合され、モータ圧力チャンバ２７０の前方及び後方のシーリングを容易にする。ロータハウジング２２４は、高圧を保持するのに十分な降伏強度をもつ延性鋼から作製されてよく、また、ロータローブ２６４が摺動するための内周面２７２を提供する。モータの押しのけ容積は、主に、ハウジングボア２６０の直径ＤＨとロータの直径「Ｄｒ」との間の環体積、及びロータ２１６上のローブ２６４の数によって決まる。
【０１１６】
ロータ
ここでロータ２１６により詳細に移ると、ロータ２１６のローブ２６４は、フォロア２６２を作動させるカムとして作用し、ロータ２１６が回転する際にフォロア２６２を内方及び外方に移動させる。ローブ２６４は、その対向する側部に等しくない圧力を有することで回転トルクを生み出す。本明細書で提供される例は、２つのローブ２６４を備えることに留意されたい。しかしながら、ローブ２６４がロータの円周の周りに等間隔に配置される場合、さらなるローブを追加することができる。すなわち、２、３、４、５、６つなどにすることができる。周方向に等間隔に配置される２つ以上のローブ２６４があることで、ロータ２１６は確実に半径方向にバランスが取れた状態となる。すなわち、ロータ２１６の対向する側部のチャンバ２７０内の圧力は、相対的にバランスが取れている。複数のローブは、所与のロータサイズのモータの押しのけ容積も増加させる。
【０１１７】
ロータローブ２６４のチップ２７４は、ロータ２１６とロータハウジング２２４の間にシールを形成する図２０ａ〜図２０ｅに示されるインサート２７６を有する凹部２７５を備える。インサート２７６は、ロータハウジング２２６よりも軟質の材料で作製されてよく、時間が経つにつれて摩耗するように設計される。インサート２７６は、摩耗時にロータ２１６とロータハウジング２２４との間のシールが確実に維持されるように、ばね２７８を用いて外方に付勢される。潤滑溝２７９により、インサートは確実に静水圧平衡に保たれ、これにより、ロータインサート２７６がロータハウジング２４に過度の圧力をかけて過度の摩耗を引き起こすのを防ぐ。
【０１１８】
好ましくは、インサート２７６は、フォロア２６２のヘッド部２８６よりも周方向により広いことに注目される。これは、インサート２７６を確実にロータハウジング２２４の内面２７２と常に接触したままにし、これにより、インサート２７６がフォロア２６２を越えて移動する際に、凹部２７５にわたるシールが確実に維持される。インサート２７６の幅はまた、インサート２７６がロータハウジング２２４のフォロアスロット２６５を通過する際に、確実にローブ２６４を越えて移動しないようにする。
【０１１９】
ロータ２１６の前面２６１及び後面２６３は、この実施例ではキドニーポート２５８として設けられる入口側ポート及び出口側ポートを備える。各ローブ２６４に対して２つのキドニーポート２５８が存在する。キドニーポート２５８は、流体が、ロータローブ２６４の両側の複数のロータ入口ポート及び出口ポート２８０に流れることを可能にする。ローブ２６４の両側のポート２８０は、図１９ｆの２８０ａ及び２８０ｂによって示されるように、それぞれ入口及び出口を提供する。ポート２８０は、ローブ２６４の傾斜面上にあってよく、ローブ２６４から離れる方向にポート２８０から延びる浅い溝２７７を含んでもよい。
【０１２０】
ポート２５８のキドニー形状は、後方スラストプレート２３２の環状溝２５６との位置合わせを可能にする。これは、静止している後方スラストプレート２３２と回転しているロータ２１６との間の途切れのない流れを容易にする。内側のピッチ円径上のキドニーポート２５８ｂは、共通の環状溝２５６ｂにつながり、モータＢポートに通じている。外側のピッチ円径上のキドニーポート２５８ａは、モータＡポートに通じる共通の環状溝２５６ａにつながる。ロータポート２８０は、圧力逃がし溝２８２を含み、これは、フォロア２６２が後退する際にフォロア２６２の背後からの油の除去も容易にする。ロータ２１６は、シャフト２１８と合致するスプライン（図示せず）を備える。
【０１２１】
ロータ２１６は、回転角に関係なくポート付きローブからの流れにより圧力が生じるため、ローブ２６４に一貫した圧力がかかることを有利に可能にする「ポート付きロータ」と考えることができる。ロータ２１６を通るポート２５８は、前方スラストプレート２３２と後方スラストプレート３０６との間のロータ２１６の静水圧平衡を提供する。
【０１２２】
フォロア
ここでフォロア２６２に移り、さらに図２１ａ〜図２１ｄを参照すると、フォロア２６２は、作業圧力でのチャンバ２７０（例えば図２４ａに示すチャンバ２７０Ａ）と戻り圧力でのチャンバ２７０（例えば図１４ｂに示すチャンバ７０Ｂ）との間のシールとして機能する。フォロア２６２はまた、フォロア２６２がフォロア２６２のどのような回転又は横方向の移動も抑制するロータハウジング２２４内のスロット２６５に着座する際にロータ２１６がそれに反作用して回転を生み出すことができる側面２７３を提供する。
【０１２３】
ロータ２１６の各ローブ２６４に対して少なくとも２つのフォロア２６２を有することが好ましい。これは、先行するロータローブ２６４の入口ポート２８０Ａでの圧力が、チャンバ２７０を介して、後続するロータローブ２６２のタンクポート又は出口ポート２８０Ｂに接続されないことを保証する。言い換えれば、フォロア２６２は、ローブ２６４間のトラフ２６６を隔ててチャンバ２７０を生み出し、隣接するポート２８０間にシールをもたらす。フォロア２６２は、フォロア２６２のスムーズな後退及び突出を保証するために前縁２８４及び後縁２８５上に半径を有する。加えて、ロータハウジング２７２の内周面上を摺動するフォロア２６２のヘッド表面２８６は、ロータ２１６の直径Ｄｒと一致する半径を有し、シーリングを改善する。
【０１２４】
フォロア２６２は、フォロア２６２とロータハウジング２２４のスロット２６５との間のばね２８８の形態のバイアスにより、ロータ２１６の外周面２６７の方に付勢される。したがって、使用中に、フォロア２６２は、ロータ２１６が回転する際に外周面２６７に概して「従動」し、ローブ２６４及びそれらの間のトラフ２６６に従動するべく突出及び後退する。外周面２６７の摩損を低減するために、フォロア２６２は、より軟質の材料で作製されてよい。
【０１２５】
より詳細には、図２１ｄに最もよく示されるように、フォロア２６２は、側断面図で見たときに、それぞれヘッド部２８６及びベース部２９８を有するＴ字形である。このＴ字形のプロファイルは、３つの上面２９４ａ、２９４ｂ、及び２９４ｃと３つの対応する下面２９７ａ、２９７ｂ、及び２９７ｃを提供し、これらの下面はフォロア凹部２２５との間に３つの圧力ゾーン、すなわち、中間圧力ゾーン２９２ｂと２つの側方圧力ゾーン２９２ａ及び２９２ｃを画定する。
【０１２６】
摩擦を最小にするために、油圧作動流体が外周面２６７とフォロア２６２との間の潤滑剤として作用してよい。この領域での潤滑膜は、圧力がかかることになり、普通はカムフォロア２６２上に力の不均衡を生じることによって、カムフォロア２６２を後退させて外周面２６７から分離させ、漏れ及び効率の損失を引き起こすことになる。したがって、この圧力の不均衡を打ち消すために、フォロア２６２のヘッド部２８６の貫通穴又はスロットの形態の通路２９０は、油が中間圧力ゾーン又はチャンバ２９２ｂ（図２４ａに示される）を通過することを可能にし、フォロア２６２が静水圧平衡を保つことができるように圧力のバランスをとる。
【０１２７】
ヘッド部２８６の中央の貫通穴又はスロット２９０に加えて、この実施例では、フォロア２６２はまた、横方向上面２９４ａ、２９４ｃと対応する下面２９７ａ及び２９７ｃとの間にドリル加工されたさらに複数の貫通穴２９５ａ、２９５ｃを備える。貫通穴２９５ａ、２９２ｂ、２９５ｃは、３つの上面２９４ａ、２９４ｂ及び２９４ｃと、中間圧力ゾーン２９２ｂ及びフォロア２６２とフォロア凹部２２５との間の２つの側方圧力ゾーン２９２ａ及び２９２ｃとの間で流体圧力のバランスを取ることを可能にする。
【０１２８】
これは、フォロア２６２によってロータ２１６にかかる正味の力が、主にばね２８８によって制御されることを保証する。モータの定格速度を変えるために種々のばね定数のばね２８８との交換を用いることができることに留意されたい。（すなわちより硬いバイアスばねは、ロータローブ上にカムフォロアをより高速で保持することになる）。同様に、まず第１に、中央スロット２９０をシールし、代わりに、表面２９７にパイロット圧力を作用させて、バイアスばねがフォロア２６２をロータ表面上に押すのを支援することもできる。
【０１２９】
上面２９４ａ、２９４ｂ、及び２９４ｃでの３つの圧力により、ロータ１６と合致する（すなわち、前縁半径及びヘッド半径がロータと一致する）面の変化するプロファイルが静水圧平衡を維持することができることに留意されたい。
【０１３０】
この例では、ベース部２９８は、ヘッド部２８６から延びて中間圧力ゾーン２９２ａを側方圧力ゾーン２９２ｂ及び２９２ｃから分離する又は隔てる、タブ又はステム２９８ａである。タブ２９８ａは、ヘッド部２８６を受け入れる図１８ｃに示される広い区域３０１から延びるスロット２６５の狭い区域３００に受け入れられる。広い区域３０１と狭い区域３００は、それらの間にショルダ１０２を画定し、下面２９７ａ及び２９７ｃの移動止め端を提供する。タブ２９８ａは、ロータ２１６の回転を可能にするべく、ロータローブ２６２のタンク／出口圧力側からロータローブ２６２の圧力／入口側にシールが形成されることを可能にする。
【０１３１】
前述のように、フォロア２６２の面２８７の貫通スロット２９０は、油圧作動流体がタブ２９８ａの上面２９４ｂへ通過することを可能にする。これにより、潤滑膜の圧力のバランスが取れる。スロット２６５の方への及び中へのフォロア２６２の後退中に、油圧作動流体は、フォロア２６２の背後からロータローブ２６２の低圧側に戻るように移動されることになる。
【０１３２】
前方ハウジング
ここで図２２ａ〜図２２ｃを参照すると、前方ハウジング２２２は、延性鋼から製造されてよい。前方ハウジング２２２は、前方スラストプレート３０６（図１５に示される）を受け入れるカットアウト３０４を備える。カットアウト３０４の深さは、受け入れたときの前方ハウジング３２２の後面３０８と前方スラストプレート３０６の後面３１０が面一になるようにされる。前方ハウジング２２２は、前方スラストプレート３０６の雌ノッチ３１４の形態の対応するロケータと一致する雄ノッチ３１２の形態のロケータを含み、正しい組み立てを保証する。前方ハウジング２２２は、エラストマーシール３１８のための環状溝３１６を備える。エラストマーシール３１８は、外部環境への漏れを抑制するために、前方ハウジング２２２の後面３０８とロータハウジング２２４との間に着座する。
【０１３３】
ねじ付きドレインポート３２０が、前方ハウジング２２２の上面３２２にドリル加工され、低圧のリザーバに接続された流体移送導管に適合可能な取付具（図示せず）の挿入を可能にする。ドレインポート３２０は、圧力チャンバ２７０から漏れた可能性がある流体を除去できるようにするために設けられる。円形ベアリング凹部３２４は、後方ブッシング２５４と同軸であり、ロータ駆動スプライン３４６は、シャフト２１８の半径方向の支持をもたらすシャフトローラベアリング３２６のための場所を提供し、高い機械的効率でのシャフト２１８の回転を可能にする。ベアリング凹部３２４の背後の前方ハウジング２２２の溝３３０は、ベアリング３２６の軸方向移動を防ぐためにスナップリング３３２を挿入できるようにする。円形の凹部３２９は、シャフトシール３３４を挿入できるようにする。シャフトシール３３４は、ハウジング２２２とシャフト２１８の間にシールを生み出すことにより外部環境への漏れをなくす。
【０１３４】
前方ハウジング２２２は、前方ハウジング２２２をロータハウジング２２４及び後方ハウジング２２０にファスナ２２８でクランプすることを可能にする複数のねじ付き孔３２８を備える。前方ハウジング２２２は、標準ＳＡＥ取付構成であり得る前方フランジ３３６を有する。すなわち、取付穴３３８、取付穴ＰＣＤ、及び取付スピゴット３４０は、モータで駆動される装置に簡単に結合できるようにするために、標準構成であり得る。シャフト２１８を収容し、シャフト２１８が前方フランジ３３６から突き出ることを可能にするために、前方ハウジング２２２の全長を通る穴３４２が存在する。
【０１３５】
前方スラストプレート
図２３ａ〜図２３ｃを参照すると、前方スラストプレート３０６は、ロータ２１６が当接するための平坦な表面を提供し、これにより、スラスト支持を提供し、ロータ圧力チャンバ２７０からの漏れを最小にする。前方スラストプレート３０６の全体の形状は、後方スラストプレート２３２のほぼ鏡像であってよく、ロータ２１６が軸方向に静水圧平衡となることを支援する（すなわち、対向する等面積のスラストプレート上の流体圧力はほぼ等しくなり、ロータ上にほぼゼロの正味の力を生じる）。これにより、摩擦及び摩耗が低減し、機械的効率が向上する。
【０１３６】
前方スラストプレート３０６の後面３１０は、２つの内側及び外側環状溝３４４ａ、３４４ｂを有する。これらの環状溝３４４は、後方スラストプレート２３２の環状溝２５６の鏡像であるが、流れを伝達しないので、より浅い深さであり、貫通していない。前方スラストプレート３０６は、ロータ２１６よりも軟質の材料で作製されてよく、ロータ２１６と前方スラストプレート３０６との間の最小クリアランスを容易にし、これにより、漏れを制限する。前方スラストプレート３０６は、動作中のスラストプレート３０６の回転を防ぐ複数のノッチ３１４を有する。
【０１３７】
シャフト
シャフト２１８は細長く、高張力鋼から製造されてよい。シャフト２１８は、ロータ２１６によって生じた回転を、駆動される装置（図示せず）に伝達する手段である。シャフト２１８は、ロータ２１６の内径上の対応するスプライン３４８と合致するように機械加工されたスプライン３４６を有する。シャフト２１８は、適合するキー３２８又はスプラインのいずれかによって駆動されることになる装置（図示せず）に結合される。シャフト２１８は、ブッシング２５４、ベアリング３２６、及びシャフトシール３３４に合う、且つ、組み立て及び動作中の自由回転も可能にするサイズの、様々な直径を有する。
【０１３８】
使用及び動作
ここで図２４ａ〜図２４ｃを参照すると、油圧作動流体、ロータ２１６、及びフォロア２６２の動きを説明するために、９０度にわたるモータ２１０の一連の回転が示されている。一連の反時計回りでの様相が例示のみを目的として示されており、回転の方向は、入口ポートＡと出口ポートＢからの流れの方向を逆にすることによって逆にできることに留意されたい。モータ２１０は、油圧作動流体供給タンク及び比較的より低圧の戻りタンクを加圧するべく入口ポートＡ及び出口ポートＢを介して接続されてよい。大文字の識別子「Ａ」、「Ｂ」（すなわち２５８Ａ）の使用は、本明細書の他の場所で用いられる小文字の識別子「ａ」（すなわち２５８ａ）を区別するために用いられることに留意されたい。
【０１３９】
図２４ａで始めると、加圧された油圧作動流体が、キドニーポート２５８Ａ及び５２８Ｃに供給され、ポート２８０Ａ及び２８０Ｃを介して、それぞれチャンバ２７０Ａ及び２７０Ｃに送達される。同時に、チャンバ２７０Ｂ及び２７０Ｄは、これらのチャンバ内の油圧作動流体がタンクに排出されるように、ポート２８０ｂ及び２８０ｄ及び関連するキドニーポート２５８Ｂ及び２５８Ｄを介して、戻りタンクと連通する。チャンバ２７０Ａ及び２７０Ｃ内の加圧された油圧作動流体は、突出したフォロア２６２Ｃ及び２６２Ｄ並びにローブ２６４Ａ及び２６４Ｂの隣接する表面に作用して、ロータハウジング２２２に対するロータ２１６の回転運動を開始する。
【０１４０】
キドニーポート２５８Ｂ及び２５８Ｄは、後方スラストプレート２３２の内側及び外側環状同軸溝２５６、最終的には入口ポートＡ及び出口ポートＢと連通する。
【０１４１】
図２４ｂを参照すると、図２４ａに対して反時計回りに４５°回転したロータ２１６が示されている。この角度では、チャンバは、フォロア２６２によって、加圧されるチャンバ２７０Ｂ１及び２７０Ｄ１と排出するチャンバ２７０Ｂ２及び２７０Ｄ２にさらに分けられる。チャンバ２７０Ｃ及び２７０Ａは、突出したフォロア２６２によって隔てられ、回転に中立圧力を提供する。チャンバ２７０Ｂ１及び２７０Ｄ１は回転を駆動し続ける。
【０１４２】
次に、図２４ｃを参照すると、チャンバ２７０Ｂ及び２７０Ｄは、キドニーポート２５８Ａ及び２５８Ｃに供給され、ポート２８０Ａ及び２８０Ｃを介してこれらのチャンバに送達される油圧作動流体で加圧される。同時に、チャンバ２７０Ａ及び２７０Ｃは、これらのチャンバ内の油圧作動流体がタンクに排出されるように、ポート２８０Ｂ及び２８０Ｄ及び関連するキドニーポート２５８Ｂ及び２５８Ｄを介して、戻りタンクに連通する。
【０１４３】
フォロア２６２Ｂ及び２６２Ｄは、ローブ２６４Ａ及び２６４Ｂを収容するように後退し、フォロア２６２Ａ及び２６２Ｃは、ローブ２６４間のトラフ２６６に突出し、ロータ２１６と出会い、隣接するチャンバ２７０を画定する。
【０１４４】
モータ２１０は、加圧された油圧作動流体がポートＡ及びＢからそれぞれ供給及び排出される間、上記の一連の様相で回転し続けてよい。加圧された流体をポートＢに及び排出をポートＡに交換することによって、回転の方向が逆にされてよい。モータ２１０の対称な構成は、どちらの方向の回転も可能にすることに留意されたい。
【０１４５】
回転流体装置の前述の例は、製造コストの節約を可能にし得る比較的小型の、効率的な、単純な設計を達成する多くの利点を提供する。回転流体装置は、モータとして又はポンプとして機能してよい。
【０１４６】
特に、既存のベーンモータ及びベーンポンプの制約は、所与のエンベロープサイズ及び最大動作圧力での最大押しのけ容積である。ベーンポンプ及びベーンモータは、一般に、油を動作圧力でベーンの上側に送り、これをステータの走行面に接した状態で保持する。上面に圧力ゾーンが１つだけ存在するので、ベーンが広いほど、ベーンを押す力が大きくなる。このより大きい力は、より大きい摩擦をもたらし、その結果、機械的効率を低下させる。機械的効率の低下を軽減するために、ベーンは、生じる力を減らすべく、しばしば薄く製造される。しかしながら、これは、ベーンのストローク及び動作圧力を制限する。動作圧力が高いと、ストロークが大きくなるにつれて、ベーンの曲げ応力が高くなる。より小さいストロークは、より小さい押しのけ容積を意味する。
【０１４７】
ここで開示されるフォロアは、バイアスばね力と遠心力だけでフォロアを静水圧平衡にし、フォロアをステータの走行面に接した状態に保つ、３つの圧力ゾーンを有することによって、ベーンの制約を克服しようとするものである。パイロット圧力も随意的に用いられ得る。
【０１４８】
これは、フォロアをはるかにより広く作製することができ、所与のモータ／ポンプエンベロープでのより長いストローク及びより高い動作圧力を可能にすることを意味する。すなわち、フォロア上の曲げ応力は、同等のストロークのベーンよりもはるかに小さい。したがって、機械的効率も維持することができる。
【０１４９】
より広いフォロアの別の利点は、より急なローブ角度を用いることができることである。より急な角度は、ベーン又はフォロアにより高い曲げ負荷をかける。より急なローブ角度は、一般に、１回転あたりのローブの追加を可能にし、モータ／ポンプの押しのけ容積を増加させるはずである。より急なローブ角度はまた、所与の全体サイズでのロータ半径とハウジング半径との差をより大きくし、より大きいトラフ、その結果、高い押しのけ容積をもたらすことを可能にする。
【０１５０】
上記に加えて、インサートは、従来のベーンモータ又はベーンポンプを上回るいくつかの利点を有する。ベーンモータ又はベーンポンプでは、圧力チャンバとタンク圧力チャンバとの間のステータの距離は、２つのベーン間の距離よりも長くなければならない。これはベーンが異なる圧力のチャンバ間のシールを維持するためである。これは本発明での設計以上にベーンの追加を必要とする。ベーンの追加は、摩擦が大きくなるため機械的効率の低下を意味する。インサートはまた、ステータの周方向のスペースをより少なく取り、同じローブ傾斜角度でより高い押しのけ容積を達成するためのより多くの余地を可能にする。
【０１５１】
本明細書及びそれに続く請求項の全体を通して、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という語及びその変形（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ及びｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）は、表記された整数又はステップ、若しくは整数又はステップのグループを包含するが、あらゆる他の整数又はステップ、若しくは整数又はステップのグループを排除しないことを意味すると理解される。
【０１５２】
本明細書でのあらゆる公知の事項又はあらゆる先行する刊行物への言及は、公知の事項又は従来技術の刊行物が、本明細書が関係する分野での共通の一般的知識の一部をなすことの承認又は自認又は示唆ではなく、そのように解釈されるべきではない。
【０１５３】
本発明の具体例を説明してきたが、本発明は、本明細書で提供される本開示から開示された又は明らかにされた特徴の代替的な組み合わせにまで及ぶことが理解されるであろう。
【０１５４】
本明細書で提供される本開示から開示された又は明らかにされた本発明の範囲から逸脱することなく、多くの様々な修正が当業者には明白であろう。
【図１ａ】
2021515139.tif 000003
【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１６ｄ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１７ｄ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図１９ｅ】
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【図１９ｆ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２０ｄ】
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【図２０ｅ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２１ｄ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２２ｃ】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２３ｃ】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２４ｃ】
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【国際調査報告】
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