(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力の大きさ、容量の大きさが変化しても、回転力の不足がなく、エネルギーロスをもなくす。【解決手段】下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐに応じた力がばね２１のばね力よりも大きくなると、スプール２０が中間ポート１８側から駆動圧ポート１１側に向かって移動し、連通路１４ｂ、１４ａが順次遮断される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が長くなる。また、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐに応じた力がばね２１のばね力よりも小さくなると、スプール２０が駆動圧ポート１１側から中間ポート１８側に向かって移動し、連通路１４ａ、１４ｂが順次連通される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が短くなる。【選択図】図５
2008057344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（２）と、
回転軸（２）とともに回転するシリンダブロック（３）と、
回転軸（２）の周方向に沿ってシリンダブロック（３）内に配置された各シリンダ（４）と、
シリンダ（４）内を往復移動することにより回転軸（２）を回転させるピストン（５）と、
回転軸（２）の周方向に沿って駆動圧ポート（１１）と低圧ポート（１９）が形成された弁板（１０）とが備えられ、
ピストン（５）が下死点に向かって移動しシリンダ油室（４ｂ）が膨張する膨張行程では、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）とが連通されて駆動圧ポート（１１）を介してシリンダ油室（４ｂ）内に高圧の圧油が流入されるとともに、
ピストン（５）が上死点に向かって移動しシリンダ油室（４ｂ）が圧縮される圧縮工程では、弁板（１０）の低圧ポート（１９）とシリンダ油室（４ｂ）とが連通されてシリンダ油室（４ｂ）内の圧油が弁板（１０）の低圧ポート（１９）を介して外部に流出されるように構成された油圧ピストンモータであって、
シリンダ油室（４ｂ）内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）との連通状態が遮断されてからピストン（５）が下死点に達するまでのピストン移動行程の間に、回転軸（２）を回転させる仕事に変換して、ピストン（５）が下死点に達したときのシリンダ油室（４ｂ）内の圧力が所望する低圧となるように、
下死点におけるシリンダ油圧（４ｂ）内の圧力が大きくなるに伴い、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）との連通状態が遮断されてからピストン（５）が下死点に達するまでのピストン（５）の移動行程を長くする調整を行なう手段（１２、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１８、２０、２１）
を備えたことを特徴とする油圧ピストンモータ。
【請求項２】
回転軸（２）と、
回転軸（２）とともに回転するシリンダブロック（３）と、
回転軸（２）の周方向に沿ってシリンダブロック（３）内に配置された各シリンダ（４）と、
シリンダ（４）内を往復移動することにより回転軸（２）を回転させるピストン（５）と、
回転軸（２）の周方向に沿って、シリンダポート（４ａ）を通りシリンダ油室（４ｂ）に圧油が流入される駆動圧ポート（１１）と、シリンダ油室（４ｂ）からシリンダポート（４ａ）を通り圧油は流出される低圧ポート（１９）が形成された弁板（１０）とを備えた油圧ピストンモータであって、
弁板（１０）には、駆動圧ポート（１１）と低圧ポート（１９）との間に、ピストン下死点位置でシリンダ油室（４ｂ）に連通される中間ポート（１８）が形成されるとともに、駆動圧ポート（１１）と中間ポート（１８）との間に、複数の調整用ポート（１３ａ、１３ｂ）が形成され、
ケース（８）には、
駆動圧ポート（１１）に連通する端部連通路（１２）と、
各調整用ポート（１３ａ、１３ｂ）に連通する各連通路（１４ａ、１４ｂ）と、
端部連通路（１２）、各連通路（１４ａ、１４ｂ）、中間ポート（１８）のそれぞれに連通する連通室（３０）と
が形成され、
連通室（３０）に、大径部（２０ｅ）を有したスプール（２０）を収容して、
中間ポート（１８）より導入される圧力がスプール（２０）の一端側（２０ａ）に作用し、
端部連通路（１２）と各連通路（１４ａ、１４ｂ）とを連通する油室（２０ｈ）を形成し、
前記スプール（２０）の一端側（２０ａ）に対向する他端側（２０ｂ）にばね（２１）が作用するように、構成するとともに、
中間ポート（１８）より導入される圧力の大きさに応じて、大径部（２０ｅ）が、各連通路（１４ａ、１４ｂ）を遮断するように、構成したこと
を特徴とする油圧ピストンモータ。
【請求項３】
中間ポート（１８）より導入される圧力が作用するスプール（２０）の一端側（２０ａ）は、
大径部（２０ｅ）と小径部（２０ｄ）との段差部であること
を特徴とする請求項２記載の油圧ピストンモータ。
【請求項４】
ばね（２１）は、作動油が満たされたばね室（２８）に収容され、
ばね室（２８）は、絞り（２７）を介してタンク（２６）に連通していること
を特徴とする請求項２記載の油圧ピストンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ピストンモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルなどの作業機械には、油圧ピストンモータが使用されている。
【０００３】
図１は、アキシャル型の油圧ピストンモータであって斜板式の可変容量型油圧モータ１の構造をその縦断面図で示したものである。図２は、図１の同油圧モータ１のＡ-Ａ断面、つまり油圧モータ１を弁板（バルブプレート）１０側からみた横断面図を示している。
【０００４】
この油圧モータ１は、油圧ポンプ１００から送られてくる高圧（たとえば２００ｋｇ／ｃｍ2）の圧油が流入ポートＭＡから流入されて、圧油を流出ポートから流出するものであり、高圧の圧油の力をピストンの往復運動を介して回転軸の回転運動に変換して、動力として外部（たとえば上部旋回体の入力軸）に出力する。
【０００５】
すなわち、油圧モータ１は、回転軸２とともに回転するシリンダブロック３と、回転軸２の周方向に沿ってシリンダブロック３内に配置された各シリンダ４と、シリンダ４内を往復移動することにより回転軸２を回転させるピストン５と、回転軸２の周方向に沿って駆動圧ポート１１と低圧ポート１９が形成された弁板（バルブプレート）１０とを備えている。駆動圧ポート１１、低圧ポート１９は、周方向に長いキドニー形状に形成されている。シリンダブロック３は、回転軸２にスプライン等を介して結合されている。斜板６は、回転軸２に対して容量に応じた傾斜角度だけ傾斜して配置されている。
【０００６】
弁板１０の駆動圧ポート１１には、流入ポートＭＡが連通しているとともに、膨張行程にあるシリンダ４のシリンダポート４ａに連通している。弁板１０の低圧ポート１９には、流出ポートが連通しているとともに、圧縮行程にあるシリンダ４のシリンダポート４ａに連通している。シリンダポート４ａは、シリンダ４の油室４ｂに連通している。
【０００７】
本例では、回転軸２の周方向に沿って７個のシリンダ４が配置された油圧モータ１を想定している。
【０００８】
図２において、回転軸２は図中右回りに回転するものとする。図２では、回転軸２の周方向に配置された各シリンダ４のシリンダポート４ａを破線にて示している。図２の図中Ｙ-Ｙ軸（図中上下方向軸）の上側位置が下死点、つまりピストン５が斜板６側に最も押し下げられシリンダ４の油室４ｂが最も膨張されたピストン移動位置に相当している。図２の図中Ｙ-Ｙ軸（図中上下方向軸）の下側位置が上死点、つまりピストン５が弁板１０側に最も押し上げられシリンダ４の油室４ｂが最も圧縮されたピストン移動位置に相当している。
【０００９】
ピストン５が下死点に向かって移動しシリンダ４の油室４ａが膨張する膨張行程では、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとが連通されて駆動圧ポート１１を介してシリンダ室４ｂ内に高圧の圧油が流入されるとともに、ピストン５が上死点に向かって移動しシリンダ油室４ｂが圧縮される圧縮工程では、弁板１０の低圧ポート１９とシリンダ油室４ｂとが連通されてシリンダ油室４ｂ内の圧油が弁板１０の低圧ポート１９を介して外部に流出される。
【００１０】
なお、油圧モータ１が可変容量型の油圧モータである場合には、斜板６の傾斜角度を変化させることができるように構成すればよく、固定容量型の油圧モータである場合には、斜板６の傾斜角度を固定して配置すればよい。可変容量型油圧モータ１の場合には、斜板６の傾斜角度によって、ピストン５の上死点から下死点までの移動行程が異なることになる。
【００１１】
（従来技術１）
油圧モータに使用される作動油は、体積弾性係数が６０００程度の圧縮性流体であり、高圧の圧力がかかることで弾性変形し、低圧側（大気圧）に開放されることで弾性変形分のエネルギーが熱や音などのエネルギーに変換された上で弾性変形前の元の状態に復帰される。駆動圧油の駆動圧が大きなものであれば、弾性変形量は大きくなり、駆動圧油の駆動圧が小さなものであれば、弾性変形量が小さくなる。
【００１２】
図２に示す現状で使用されている油圧モータ１の弁板１０の構造では、駆動圧ポート１１からシリンダ油室４ｂ内に高圧の圧油を流入し終えてから（駆動圧ポート１１が閉じてから）すぐに低圧ポート１９に切り換えられる（低圧ポート１９が開き始める）。
【００１３】
このためシリンダ室４ｂ内に閉じ込められた高圧油の弾性変形分のエネルギーは、そのほとんどが熱などのエネルギーに変換された上で、圧油が低圧側に開放されることになる。すなわち、駆動圧ポート１１が閉じられてからは、シリンダ室４ｂ内に閉じ込められた高圧油の弾性変形分のエネルギーは、回転軸２を回転させる仕事に殆ど使用されないまま殆ど熱や音（騒音）となって消費されてしまう。このため多大なエネルギーロスを招くこととなっている。
【００１４】
（従来技術２）
後掲する特許文献１には、シリンダ油室４ｂ内の圧力脈動低減を目的として、図２の駆動圧ポート１１と低圧ポート１２の間に制御ポートを形成して、油量の過多や不足に応じて、制御ポートを介してシリンダ油室４ｂから圧油を排出させたり制御ポートを介してシリンダ油室４ｂに圧油を供給するという発明が記載されている。
【特許文献１】特開平５-３２１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来技術１の問題を解決するために、本発明者は、まず、弁板１０の駆動圧ポート１１が閉じられる位置を、想定される弾性変形量に応じて定めて、低圧ポート１９が開き始めるまでの間に、シリンダ油室４ｂ内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、回転軸２を回転させる仕事に変換すれば、エネルギーロスが低減されると考えた（これは、本発明者による知見であり従来技術ではない）。
【００１６】
しかしながら、油圧モータ１に流入される駆動圧油の圧力の大きさは、様々である。それに加えて、油圧モータ１が可変容量型である場合には、斜板６の傾斜角度の大きさによって、駆動圧ポート１１が閉じられてから低圧ポート１９が開き始まるまでのピストン５の移動量が異なる。このため弁板１０の駆動圧ポート１１の閉じ位置を一義的に設定すると、つぎのような問題が起きる。すなわち、大きな駆動圧（大きな弾性変形量）を想定し、駆動圧ポート１１が閉じられる位置を早めに設定した場合には、駆動圧が小さかったり斜板６の傾斜角度の大きさによっては回転軸２の回転力が不十分となる。また小さな駆動圧（弾性変形量小）を想定し、駆動圧ポート１１が閉じられる位置を遅く設定した場合には、駆動圧が大きかったり斜板６の傾斜角度の大きさによっては大きなエネルギーロスが発生する。
【００１７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、油圧モータに流入される駆動圧油の圧力の大きさが如何様に変化したとしても、また、油圧モータが可変容量型である場合に、容量の大きさ（斜板の角度あるいは斜軸式の場合にはシリンダ傾斜角度）が如何様に変化したとしても、常に、回転力の不足なく、エネルギーロスをなくすようにすることを解決課題とするものである。
【００１８】
なお、従来技術２は、油量の過多や不足に応じて、制御ポートを介してシリンダ油室４ｂから圧油を排出させたり制御ポートを介してシリンダ油室４ｂに圧油を供給するという発明であり、シリンダ油室４ｂ内の圧力脈動を低減させるための知見は示唆されているかもしれないが、本発明者の当初の知見、つまり弁板１０の駆動圧ポート１１が閉じられる位置を、想定される弾性変形量に応じて設定して、低圧ポート１９が開き始めるまでの間に、シリンダ油室４ｂ内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、回転軸２を回転させる仕事に変換して、エネルギーロスを低減させるという知見を何ら示唆するものではない。まして、更に駆動圧油の大きさや油圧モータの容量の大きさを考慮してエネルギーロスを低減させるという本発明の知見を何ら示唆するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１発明は、
回転軸（２）と、
回転軸（２）とともに回転するシリンダブロック（３）と、
回転軸（２）の周方向に沿ってシリンダブロック（３）内に配置された各シリンダ（４）と、
シリンダ（４）内を往復移動することにより回転軸（２）を回転させるピストン（５）と、
回転軸（２）の周方向に沿って駆動圧ポート（１１）と低圧ポート（１９）が形成された弁板（１０）とが備えられ、
ピストン（５）が下死点に向かって移動しシリンダ油室（４ｂ）が膨張する膨張行程では、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）とが連通されて駆動圧ポート（１１）を介してシリンダ油室（４ｂ）内に高圧の圧油が流入されるとともに、
ピストン（５）が上死点に向かって移動しシリンダ油室（４ｂ）が圧縮される圧縮工程では、弁板（１０）の低圧ポート（１９）とシリンダ油室（４ｂ）とが連通されてシリンダ油室（４ｂ）内の圧油が弁板（１０）の低圧ポート（１９）を介して外部に流出されるように構成された油圧ピストンモータであって、
シリンダ油室（４ｂ）内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）との連通状態が遮断されてからピストン（５）が下死点に達するまでのピストン移動行程の間に、回転軸（２）を回転させる仕事に変換して、ピストン（５）が下死点に達したときのシリンダ油室（４ｂ）内の圧力が所望する低圧となるように、
下死点におけるシリンダ油圧（４ｂ）内の圧力が大きくなるに伴い、弁板（１０）の駆動圧ポート（１１）とシリンダ油室（４ｂ）との連通状態が遮断されてからピストン（５）が下死点に達するまでのピストン（５）の移動行程を長くする調整を行なう手段（１２、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１８、２０、２１）
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
第２発明は、
回転軸（２）と、
回転軸（２）とともに回転するシリンダブロック（３）と、
回転軸（２）の周方向に沿ってシリンダブロック（３）内に配置された各シリンダ（４）と、
シリンダ（４）内を往復移動することにより回転軸（２）を回転させるピストン（５）と、
回転軸（２）の周方向に沿って、シリンダポート（４ａ）を通りシリンダ油室（４ｂ）に圧油が流入される駆動圧ポート（１１）と、シリンダ油室（４ｂ）からシリンダポート（４ａ）を通り圧油は流出される低圧ポート（１９）が形成された弁板（１０）とを備えた油圧ピストンモータであって、
弁板（１０）には、駆動圧ポート（１１）と低圧ポート（１９）との間に、ピストン下死点位置でシリンダ油室（４ｂ）に連通される中間ポート（１８）が形成されるとともに、駆動圧ポート（１１）と中間ポート（１８）との間に、複数の調整用ポート（１３ａ、１３ｂ）が形成され、
ケース（８）には、
駆動圧ポート（１１）に連通する端部連通路（１２）と、
各調整用ポート（１３ａ、１３ｂ）に連通する各連通路（１４ａ、１４ｂ）と、
端部連通路（１２）、各連通路（１４ａ、１４ｂ）、中間ポート（１８）のそれぞれに連通する連通室（３０）と
が形成され、
連通室（３０）に、大径部（２０ｅ）を有したスプール（２０）を収容して、
中間ポート（１８）より導入される圧力がスプール（２０）の一端側（２０ａ）に作用し、
端部連通路（１２）と各連通路（１４ａ、１４ｂ）とを連通する油室（２０ｈ）を形成し、
前記スプール（２０）の一端側（２０ａ）に対向する他端側（２０ｂ）にばね（２１）が作用するように、構成するとともに、
中間ポート（１８）より導入される圧力の大きさに応じて、大径部（２０ｅ）が、各連通路（１４ａ、１４ｂ）を遮断するように、構成したこと
を特徴とする。
【００２１】
第３発明は、第２発明において、
中間ポート（１８）より導入される圧力が作用するスプール（２０）の一端側（２０ａ）は、
大径部（２０ｅ）と小径部（２０ｄ）との段差部であること
を特徴とする。
【００２２】
第４発明は、第２発明において、
ばね（２１）は、作動油が満たされたばね室（２８）に収容され、
ばね室（２８）は、絞り（２７）を介してタンク（２６）に連通していること
を特徴とする。
【００２３】
第１発明によれば、図４、図５に示すように、シリンダ油室４ｂ内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン移動行程の間に、回転軸２を回転させる仕事に変換して、ピストン５が下死点に達したときのシリンダ油室４ｂ内の圧力が所望する低圧Ｐｃとなるように、下死点におけるシリンダ油圧４ｂ内の圧力Ｐが大きくなるに伴い、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程を長くする調整が行なわれる。
【００２４】
第２発明では、図４、図５に示すように、弁板１０の膨張行程下死点に相当する位置には、シリンダ油室４ｂに連通される中間ポート１８が形成され、弁板１０の駆動圧ポート１１と中間ポート１８との間には、複数の調整用ポート１３ａ、１３ｂが形成されている。ケース８には、駆動圧ポート１１に連通する端部連通路１２が形成され、各調整用ポート１３ａ、１３ｂに連通する各連通路１４ａ、１４ｂが形成されている。また、ケース８には、端部連通路１２、各連通路１４ａ、１４ｂ、中間ポート１８のそれぞれに連通する連通室３０が形成される。
【００２５】
連通室３０には、大径部２０ｅを有したスプール２０が収容される。これにより、中間ポート１８より導入される圧力Ｐがスプール２０の一端側２０ａに作用するように構成する。また、端部連通路１２と各連通路１４ａ、１４ｂとを連通する油室２０ｈを形成するように構成する。また、スプール２０の一端側２０ａに対向する他端側２０ｂにばね２１が作用するように、構成する。また、中間ポート１８より導入される圧力Ｐの大きさに応じて、大径部２０ｅが、各連通路１４ａ、１４ｂを遮断するように構成する。
【００２６】
このため、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐに応じた力がばね２１のばね力よりも大きくなるに伴い、スプール２０が中間ポート１８側から駆動圧ポート１１に向かう側に移動し、連通路１４ｂ、１４ａが順次遮断される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が順次長くなる。
【００２７】
また、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐに応じた力がばね２１のばね力よりも小さくなるに伴い、スプール２０が駆動圧ポート１１側から中間ポート１８側に向かって移動し、連通路１４ａ、１４ｂが順次連通される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が短くなる。
【００２８】
下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐに応じた力がばね２１のばね力と釣り合う位置でスプール２０は静定する。このようにして下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐは、所望する低圧Ｐｃに維持される。
【００２９】
このように、油圧モータ１に流入される駆動圧油の圧力の大きさが如何様に変化したとしても、また、油圧モータ１が可変容量型である場合に、容量の大きさが如何様に変化したとしても、常に、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐを所望する低圧Ｐｃに維持することができる。
【００３０】
このため、シリンダ油室４ｂ内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン移動行程の間に、回転軸２を回転させる仕事に変換することができ、エネルギーロスを低減させたり騒音を低減させたりすることができる。しかも、常に、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断される位置が適正な位置に維持されるため、膨張行程の終端に至るまで駆動圧油によってピストン５を下死点に向けて押し下げることができ十分な回転力を回転軸２に与えることができる。
【００３１】
第３発明では、図５に示すように、大径部２０ｅと小径部２０ｄの段差部に、中間ポート１８より導入される圧力Ｐが作用する。このためスプール２０にかかる圧力による推力が小さくなり、ばね２１は小さな力でよくなり、ばね２１を小さくできる。
【００３２】
第４発明では、図５に示すように、ばね室２８内には、作動油が満たされており、ばね室２８は、絞り２７を介してタンク２６に連通している。このため、スプール２０が、中間ポート１８側から駆動圧ポート１１側に移動する際に、ダンパ（減衰器）として機能する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明に係る油圧ピストンモータの実施の形態について説明する。
【００３４】
本実施形態は、図３、図４、図５を用いて説明される。これら図の関係について説明すると、図３は、実施形態のアキシャル型の油圧ピストンモータであって斜板式の可変容量型油圧モータ１の構造をその縦断面図で示したものである。図４は、同油圧モータ１のＡ-Ａ断面、つまり油圧モータ１を弁板（バルブプレート）側からみた横断面図を示している。図５は、図４のＢ-Ｂ断面、つまり弁板およびその周囲の部分縦断面図である。
【００３５】
なお、以下では、斜板式の可変容量型油圧モータを想定して説明するが、もちろん固定容量型油圧モータに適用する実施も可能である。また斜板式に代えて斜軸式の油圧モータに適用する実施も可能である。また本発明としては油圧のピストンモータであれば適用可能であり、以下に説明するアキシャル型以外の他の型のピストンモータ、ラジアル型のピストンモータに適用してもよい。
【００３６】
図３に示すように、実施形態の油圧モータ１は、油圧ポンプ１００から送られてくる高圧（たとえば２００ｋｇ／ｃｍ2）の圧油が流入ポートＭＡから流入されて、圧油を流出ポートから流出するものであり、高圧の圧油の力をピストン５の往復運動を介して回転軸２の回転運動に変換して、動力として外部（たとえば上部旋回体の入力軸）に出力する。
【００３７】
すなわち、油圧モータ１は、回転軸２とともに回転するシリンダブロック３と、回転軸２の周方向に沿ってシリンダブロック３内に配置された各シリンダ４と、シリンダ４内を往復移動することにより回転軸２を回転させるピストン５と、回転軸２の周方向に沿って、駆動圧ポート１１と、調整用ポート１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）と、後述する中間ポート１８と、低圧ポート１９とが形成された弁板（バルブプレート）１０とを備えている。駆動圧ポート１１、低圧ポート１９は、周方向に長いキドニー形状に形成されている。シリンダブロック３は、回転軸２にスプライン等を介して結合されている。斜板６は、回転軸２に対して、容量に応じた傾斜角度（斜板角度）だけ傾斜して配置されている。ピストン５は、その頭部５ａが、シュー７にかしめにより一体に形成されており、球面軸受けを構成している。シリンダブロック３（回転軸２）の回転に伴いシュー７は、斜板６の平面１０ａを回転軸２の周方向に沿って摺動する。弁板１０は油圧モータ１のケース８に固定されている。弁板１０とシリンダブロック３との間は、弁板１０に対するシリンダブロック３の相対回転運動が適正に行なわれるように、油圧バランスが適正に保持された圧油によってシールされている。
【００３８】
図４に示すように、弁板１０の駆動圧ポート１１には、流入ポートＭＡが連通しているとともに、膨張行程にあるシリンダ４のシリンダポート４ａに連通している。弁板１０の低圧ポート１９には、流出ポートが連通しているとともに、圧縮行程にあるシリンダ４のシリンダポート４ａに連通している。シリンダポート４ａは、シリンダ４の油室４ｂに連通している。
【００３９】
本実施例では、図２と同様に、回転軸２の周方向に沿って７個のシリンダ４が配置された油圧モータ１を想定している。
【００４０】
図４において、回転軸２は図中右回りに回転するものとする。図４では、回転軸２の周方向に配置されたシリンダ４のシリンダポート４ａを破線にて示している。図４の図中Ｙ-Ｙ軸（図中上下方向軸）の上側位置が下死点、つまりピストン５が斜板６側に最も押し下げられシリンダ４の油室４ｂが最も膨張されたピストン移動位置に相当している。図４の図中Ｙ-Ｙ軸（図中上下方向軸）の下側位置が上死点、つまりピストン５が弁板１０側に最も押し上げられシリンダ４の油室４ｂが最も圧縮されたピストン移動位置に相当している。Ｙ-Ｙ軸の左側が膨張行程に相当し、Ｙ-Ｙ軸の右側に圧縮行程に相当する。
【００４１】
ピストン５が下死点に向かって移動しシリンダ４の油室４ａが膨張する膨張行程では、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとが連通されて駆動圧ポート１１を介してシリンダ室４ｂ内に高圧の圧油が流入されるとともに、ピストン５が上死点に向かって移動しシリンダ油室４ｂが圧縮される圧縮工程では、弁板１０の低圧ポート１９とシリンダ油室４ｂとが連通されてシリンダ油室４ｂ内の圧油が弁板１０の低圧ポート１９を介して外部に流出される。
【００４２】
斜板６の傾斜角度（斜板角度）は、変化させることができるように構成されている。なお、固定容量型の油圧モータとする場合には、斜板６の傾斜角度（斜板角度）を固定して配置すればよい。可変容量型油圧モータ１の場合には、斜板６の傾斜角度（斜板角度）によって、ピストン５の上死点から下死点までの移動行程が異なることになる。斜軸式の油圧モータであれば、シリンダブロックの傾斜角度を変化させるように構成すれよい。
【００４３】
油圧モータ１に使用される作動油は、体積弾性係数が６０００程度の圧縮性流体であり、高圧の圧力がかかることで弾性変形し、低圧側（大気圧）に開放されることで弾性変形分のエネルギーが熱や音などのエネルギーに変換された上で弾性変形前の元の状態に復帰される。駆動圧油の駆動圧が大きなものであれば、弾性変形量は大きくなり、駆動圧油の駆動圧が小さなものであれば、弾性変形量が小さくなる。
【００４４】
以下、図４と図５を併せ参照して説明する。
【００４５】
弁板１０の駆動圧ポート１１の端部に相当する位置には、端部連通路１２が設けられている。端部連通路１２は、ケース８に形成されている。端部連通路１２は、駆動圧ポート１１に連通している。
【００４６】
弁板１０には、中間ポート１８が形成されている。中間ポート１８は、弁板１０の膨張行程下死点に形成されている。中間ポート１８は、シリンダポート４ａを介してシリンダ油室４ｂに連通している。
【００４７】
弁板１０には、複数の調整用ポート１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）が形成されている。各調整用ポート１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）は、シリンダポート４ａに連通している。調整用ポート１３は、１３ｃ、１３ａ、１３ｄ、１３ｂ、１３ｅの順序で駆動圧ポート１１から中間ポート１８側に向けて、回転軸２の周方向に沿って配置されている。各調整用ポート１３ｃ、１３ａ、１３ｄ、１３ｂ、１３ｅは、スプール２０が移動する軌跡に沿って、互いに孔が隣接するように、配置されている。各調整用ポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、千鳥状に配置することが望ましい。なお、調整用ポート１３の個数は任意に設定することができる。
【００４８】
ケース８には、複数の連通路１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ）が形成されている。各連通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅはそれぞれ、対応する調整用ポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅと同位置に設けられて、対応する調整用ポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに連通している。
【００４９】
ケース８には、端部連通路１２、各連通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、中間ポート１８のそれぞれに連通する連通室３０が形成されている。
【００５０】
この連通室３０には、スプール２０が収容される。スプール２０は、連通室３０内に摺動自在に収容されている。ばね２１は、ばね室２８に収容されている。
【００５１】
スプール２０の一端２０ａ側には、中間ポート１８より導入される圧力が作用する。スプール２０の一端２０ａ側に対向する他端２０ｂ側には、ばね２１が作用している。
【００５２】
スプール２０は、各連通路１４ｅ、１４ｄ、１４ｃ、１４ｂ、１４ａを順次遮断する方向に沿って、移動可能に、配置されている。
【００５３】
スプール２０は、段付形状に形成されている。スプール２０は、図５中右側より、小径部２０ｄ、大径部２０ｅ、小径部２０ｆ、大径部２０ｇからなる。なお、大径部２０ｅ、２０ｇの径は同じ大きさに設定されている。
【００５４】
スプール２０の図５中右側の受圧面２０ａ、つまり小径部２０ｄと大径部２０ｅの段差面２０ａには、中間ポート１８より導入された圧力Ｐが、図５中左向きに作用する。
【００５５】
スプール２０の図５中右側の端面２０ｃ、つまり小径部２０ｄの受圧面２０ｃには、端面２０ｃに当接してスプール２０の図５中右側への動きを規制するストッパ２９が設けられている。
【００５６】
スプール２０の図５中左側の端面２０ｂ、つまり大径部２０ｇの受圧面２０ｂには、ばね２１の一端が当接しており、ばね２１のばね力が、図５中右向きに作用する。
【００５７】
ばね２１の他端は、ばね室２８内の壁面に当接している。
【００５８】
ばね室２８内には、作動油が満たされており、ばね室２８は、絞り２７を介してタンク２６に連通している。このため、スプール２０が移動する際、ダンパ（減衰器）として機能する。
【００５９】
スプール２０は、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐと受圧面２０ａの受圧面積との積に応じた図５中左向きの力と、ばね２１のばね力による図５中右向きの力が釣り合ったときに静定する。このため下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐの目標圧力は、エネルギーロスを低減させるに十分な低圧でありながらも、ばね２１のばね力と釣り合わせるに十分な大きさの制御圧を発生し得る程度の圧力値、たとえば２０ｋｇ／ｃｍ2に設定される。
【００６０】
スプール２０の小径部２０ｆの周囲には、油室２０ｈが形成されている。
【００６１】
一方、駆動圧ポート１１の端部連通路１２は、油室２０ｈに連通している。
【００６２】
また  複数の連通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは、スプール２０の移動に応じて、油室２０ｈと連通および油室２０ｈとの連通状態が遮断が可能となる位置に、配置されている。各連通路１４ｅ、１４ｄ、１４ｃ、１４ｂ、１４ａは、スプール２０の移動に伴い、シリンダポート４ａと油室２０ｈとを連通する油路の開口面積が連続して変化するように、配置されている。
【００６３】
以上のように、油圧ピストンモータ１には、調整手段（１２、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）、１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ）、１８、２０、２１）が設けられている。この調整手段は、スプール２０およびばね２１で構成された連通路遮断手段を含んで構成されている。
【００６４】
以下、本実施例の動作について説明する。
【００６５】
以下では、説明をわかりやすくするために、調整用ポート１３ａ、１３ｂおよびこれら調整用ポート１３ａ、１３ｂに対応する連通路１４ａ、１４ｂを代表させて説明する。
【００６６】
まず、説明をわかりやすくするために、図５に、弁板１０の周上の各位置Ａ、Ｂ、Ｃのシリンダ４内のピストン５の状態を示す。
【００６７】
くくく
スプール２０が図５中の最も右側に位置している状態、つまりストッパ２９に当接された状態では、連通路１４ａ、１４ｂは共に油室２０ｈに連通する。駆動圧ポート１１は、端部連通路１２、油室２０ｈを介して、両連通路１４ａ、１４ｂに連通する。このため駆動圧ポート１１は、連通路１４ａ、１４ｂ、調整用ポート１３ａ、１３ｂ、シリンダポート４ａを介してシリンダ油室４ｂに連通する。このとき弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断される位置が、遅くなる。このため弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が短くなる。ピストン５の移動行程は、図５のＢからＣまでの行程よりも、やや短い行程となる。
【００６８】
スプール２０が図５中の状態から、受圧面２０ａに中間ポート１８の圧力Ｐが作用して、ばね２１のばね力に打ち勝つと、スプール２０が図５中左側に、つまり中間ポート１８側から駆動圧ポート１１側に向かって移動する。中間ポート１８の圧力Ｐが、低いときには、スプール２０の大径部２０ｅが、各連通路１４ａ、１４ｂのうち、連通路１４ｂのみを塞ぐ。これにより大径部２０ｅによって連通路１４ｂと油室２０ｈとの連通が遮断される。このため、駆動圧ポート１１は、端部連通路１２、油室２０ｈを介して、連通路１４ａのみと連通することになる。このため駆動圧ポート１１は、連通路１４ａ、調整用ポート１３ａ、シリンダポート４ａを介してシリンダ油室４ｂに連通することとなる。このため弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断される位置が図５の図示状態よりも早くなる。このため弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が、図５の図示状態よりも長くなる。ピストン５の移動行程は、図５のＢからＣまでの行程よりも、やや長い行程となる。
【００６９】
更に、スプール２０の受圧面２０ａに作用する中間ポート１８の圧力Ｐが高くなると、スプール２０が、図５中で、更に左側の位置に移動し、スプール２０の大径部２０ｅが、各連通路１４ａ、１４ｂの両方を塞ぐ。これにより、大径部２０ｅによって両連通路１４ｂ、１４ａと油室２０ｈとの連通が遮断される。このため、駆動圧ポート１１と両連通路１４ａ、１４ｂとの連通状態が遮断されることになる。このため駆動圧ポート１１の終端位置でシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されることになり、更に連通状態が遮断される位置が早くなる。このため弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が、更に長くなる。ピストン５の移動行程は、図５のＡからＣまでの行程となる。
【００７０】
以上のように、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐが大きくなり、この圧力Ｐに対応する力が、ばね２１のばね力よりも大きくなるに伴い、スプール２０が中間ポート１８側から駆動圧ポート１１側に、つまり図５中左側に順次移動し、連通路１４ｂ、１４ａが順次遮断される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が順次長くなる。
【００７１】
また、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐに対応する力がばね２１のばね力よりも小さくなるに伴い、スプール２０が駆動圧ポート１１側から中間ポート１８側に、つまり図５中右側に向かって移動し、連通路１４ａ、１４ｂが順次連通される。このため、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン５の移動行程が順次短くなる。
【００７２】
上述したように、スプール２０の移動に伴い、シリンダポート４ａと油室２０ｈとを連通する油路の開口面積が連続して変化する。このため、ピストン５の移動行程を長くする場合でも短くする場合でも、中間ポート１０の圧力Ｐの変化に伴い、ピストン移動行程は連続して変化する。
【００７３】
下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐに対応する力がばね２１のばね力と釣り合う位置でスプール２０は静定する。
【００７４】
このようにして下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐは、所望する低圧Ｐｃに維持される。
【００７５】
このように、油圧モータ１に流入される駆動圧油の圧力の大きさが如何様に変化したとしても、また、油圧モータ１が可変容量型である場合に、容量の大きさ、つまり斜板の角度あるいは斜軸式の場合にはシリンダ傾斜角度、が如何様に変化したとしても、常に、下死点におけるシリンダ油室４ｂ内の圧力Ｐ、つまり中間ポート１８の圧力Ｐを所望する低圧Ｐｃに維持することができる。
【００７６】
このため、シリンダ油室４ｂ内の高圧の圧油の弾性変形分のエネルギーを、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断されてからピストン５が下死点に達するまでのピストン移動行程の間に、回転軸２を回転させる仕事に変換することができ、エネルギーロスを低減させたり騒音を低減させたりすることができる。しかも、常に、弁板１０の駆動圧ポート１１とシリンダ油室４ｂとの連通状態が遮断される位置が適正な位置に維持されるため、膨張行程の終端に至るまで駆動圧油によってピストン５を下死点に向けて押し下げることができ十分な回転力を回転軸２に与えることができる。
【００７７】
以上、本実施例では、スプール２０およびばね２１が、連通路１４を遮断する連通路遮断手段であるものとして説明した。しかし、中間ポート１８より導入される圧力Ｐが大きくなるに伴い、中間ポートに１８に近い側より中間ポート１８から離れる側に向かって、連通路１４ｂ、１４ａの順序でこれら各連通路１４ｂ、１４ａを順次遮断できるのであれば、スプール２０およびばね２１以外の構成で連通路手段手段を構築するような実施も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、アキシャル型の油圧ピストンモータであって斜板式の可変容量型油圧モータの構造をその縦断面図で示したものである。
【図２】図２は、図１の同油圧モータのＡ-Ａ断面、つまり油圧モータを弁板（バルブプレート）側からみた横断面図を示している。
【図３】図３は、実施形態のアキシャル型の油圧ピストンモータであって斜板式の可変容量型油圧モータの構造をその縦断面図で示したものである。
【図４】図４は、同油圧モータのＡ-Ａ断面、つまり油圧モータを弁板（バルブプレート）側からみた横断面図を示している。
【図５】図５は、図４のＢ-Ｂ断面、つまり弁板およびその周囲の部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  油圧モータ、  ２  回転軸、  ３  シリンダブロック、  ４  シリンダ、  ４ｂ  シリンダ油室、  ５  ピストン、  １０  弁板、  １１  駆動圧ポート、  １２  端部連通路、  １９  低圧ポート、  １３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）  調整用ポート、  １４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ）  連通路、  １８  中間ポート、２０  スプール、２１  ばね、３０  連通室        
【図１】
2008057344.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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