(57)【要約】【課題】シフト時にキャビテーションやノイズを発生させない多速度型の流体圧力操作装置と、このシフト操作制御方法を提供すること。【解決手段】  ジェロータモータ（１０）であって、モータバルブ手段（１９、４３）を備えて膨張（３３Ｅ）及び縮小（３３Ｃ）するフルイドボリュームチャンバ間に流体を流通させ、シフトバルブスプール（６１）を備えて通常の低速度、高トルク（ＬＳＨＴ）モードと、高速度、低トルク（ＨＳＬＴ）モードのいずれかを行わせる。ＨＳＬＴモードでは、ボリュームチャンバの幾つかを再循環ボリュームチャンバ（３３Ｒ）とする。さらにモータに流体補給用の流路（８９）を備えてシステムチャージポンプ（７３）から各再循環ボリュームチャンバ（３３Ｒ）まで流体を供給させ、また制御弁（８３）を備えて特にＨＳＬＴモードからＬＳＨＴモードまでシフトする際、キャビテーションを生じさせないようにする。【選択図】  図１
2004150632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有する流体圧力操作装置（１０）であって、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段と関連して設けられ、内歯を備えたリングメンバ（２７）と該リングメンバ内に偏心して設けられる外歯を備えたスターメンバ（３１）を有し、前記リングメンバ（２７）と前記スターメンバ（３１）は相対的に軌道及び回転運動を行うことができ、噛合する際に前記軌道及び回転運動により複数Ｎの膨張及び縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３）を定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、通常の低速度、高トルクの操作モードの際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は第１状態（図３参照）では、前記通常の低速度、高トルクの操作モードを可能にし、かつ第２状態（図４参照）では、前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させるように操作可能であって、この際、前記複数Ｍは再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）を構成し、さらに、前記装置（１０）は、
（ａ）加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給するように操作可能な流体補給用の流路（８９）と、かつ、
（ｂ）通常モード（Ｎ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を防止し、シフトモード（Ｓ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を可能にする制御弁手段（８３）とを有することを特徴とする流体圧力操作装置（１０）。
【請求項２】
前記流体補給用の流路（８９、９３、９５）と連通する流路内に逆止弁手段（１０５）を設けて、前記制御弁手段（８３）が前記シフトモード（Ｓ）のとき、前記加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）まで流体を供給するとともに、前記流体補給用の流路を通って前記再循環するフルイドボリュームチャンバから流体が流出することを防止することを特徴とする請求項１に記載の流体圧力操作装置（１０）。
【請求項３】
前記流体補給用の流路は複数Ｍの流路部（９５、１０１）を有し、該複数Ｍの流路部の各々は前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）のいずれか一つと流体を流通させることを特徴とする請求項２に記載の流体圧力操作装置（１０）。
【請求項４】
前記逆止弁手段は複数Ｍの独立した逆止弁手段（１０５）から構成され、前記独立した逆止弁手段（１０５）の各々は前記複数Ｍの流路部（９５、１０１）のいずれか一つと関連して設けられることを特徴とする請求項３に記載の流体圧力操作装置（１０）。
【請求項５】
前記シフトバルブ手段（６１）が前記第１状態（図３参照）と前記第２状態（図４参照）の間で変化しているときに限って、前記制御弁手段（８３）を前記シフトモード（Ｓ）にするように操作可能なコントロールロジック（１１３）を有することを特徴とする請求項１に記載の流体圧力操作装置（１０）。
【請求項６】
前記シフトバルブ手段（６１）の状態の変化を示す状態変化信号（１１１）を送信可能なように、前記シフトバルブ手段（６１）にセンサ（１０９）を備え、前記制御弁手段（８３）は電気的に作動するバルブメンバ（８７）を備え、かつ前記コントロールロジック（１１３）は、前記シフトバルブメンバ（６１）の状態が変化することを示す前記状態変化信号（１１１）に対して反応するときのみ、前記シフトモード（Ｓ）に対応するように、前記制御弁手段（８３）に電気信号（１１５）を送信するように操作可能であることを特徴とする請求項５に記載の流体圧力操作装置（１０）。
【請求項７】
ハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有する流体圧力操作装置（１０）であって、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段と関連して設けられ、固定メンバ（２７）と該固定メンバ（２７）と関連して操作可能な回転メンバ（３１）を有し、前記固定メンバ（２７）と前記回転メンバ（３１）は相対運動を行うことができ、この相対運動により複数Ｎの膨張及び縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３）を定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、通常の低速度、高トルクの操作モードの際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は第１状態（図３参照）では、前記通常の低速度、高トルクの操作モードを可能にし、かつ第２状態（図４参照）では、前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させるように操作可能であって、この際、前記複数Ｍは再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）を構成し、さらに、前記装置（１０）は、
（ａ）加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給可能な流体補給用の流路（８９）と、かつ、
（ｂ）通常モード（Ｎ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を防止し、シフトモード（Ｓ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を可能にする制御弁手段（８３）とを有することを特徴とする流体圧力操作装置（１０）。
【請求項８】
第１速度比（図３参照）から第２速度比（図４参照）までの、多速度型の流体圧力操作装置（１０）のシフト操作の制御方法であって、前記装置はハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有し、この際、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段（１３、２３）と関連して設けられ、内歯を備えたリングメンバ（２７）と該リングメンバ内に偏心して設けられる外歯を備えたスターメンバ（３１）を有し、前記リングメンバ（２７）と前記スターメンバ（３１）は相対的に軌道及び回転運動を行うことができ、噛合する際に前記軌道及び回転運動により複数Ｎの膨張（３３Ｅ）及び縮小（３３Ｃ）するフルイドボリュームチャンバを定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、前記第１速度比の際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は前記第１速度比（図３参照）を可能にする第１状態とともに、再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）として前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させることで、前記第２速度比（図４参照）を可能にする第２状態とで操作可能であって、さらに、前記方法は、
（ａ）加圧流体源（７３）と、該加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給可能な流体補給用の流路（８９）を設けるステップと、
（ｂ）前記シフトバルブ手段（６１）を前記第１状態（図３参照）と前記第２状態（図４参照）のいずれか一方から前記第１状態（図３参照）と前記第２状態（図４参照）のいずれか他方まで変化させるステップと、
（ｃ）前記シフトバルブ手段（６１）の変化を感知し（１０９）、かつ、前記変化が感知されたときに限り、状態変化を示す信号（１１１）を発生させるステップと、かつ、
（ｄ）前記状態変化信号（１１１）を検出し、これに対応して、前記加圧流体源（７３）から、前記流体補給用の流路（８９）を通って、前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）まで流体を供給するステップとを有することを特徴とする多速度型の流体圧力操作装置のシフト操作制御方法。
【請求項９】
前記シフトバルブ手段（６１）を変化させるステップでは、前記シフトバルブ手段を前記第２状態（図４参照）から前記第１状態（図３参照）まで変化させるステップを有することを特徴とする請求項８に記載の多速度型の流体圧力操作装置のシフト操作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常、フルイドディスプレースメント機構（流体を押しのける機構）としてジェロータギヤセットを用いる、回転式の流体圧力装置に関する。より特徴的には、本発明は、多速度（または多段階的に流体を押しのける）性能を備えた上記装置に関する。さらに特徴的には、本発明は、このような多速度型装置の（異なる速度間における）シフト操作制御をより向上させた方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ジェロータギヤセットを用いないで（例えば、ラジアルピストンやカムローブタイプの装置等を用いて）フルイドディスプレースメント機構を構成する装置に対しても効果的に適用することは可能であるが、しかしながら、本発明は、特にジェロータギヤセットを用いた装置に対して適用する場合により効果的であるため、以下、この場合について説明する。さらに、本発明は、モータとして利用される装置に対して適用する場合に特に効果的であるため、以下、この場合について説明する。
【０００３】
ジェロータギヤセットを用いたモータは様々に分野に利用することができるが、このうち最も一般的なものの一つとして車両の推進部がある。この場合、車両にエンジン駆動型のポンプを備えて、加圧流体を車両の推進部の油圧回路に送る際に、このポンプに一対のジェロータモータを備え、各モータが駆動車輪の一方と関連付けられるようにしている。当該分野における通常の知識を有する者であれば、多くのジェロータモータ、特に、典型的に推進機構に利用されるタイプで、大型で、高トルクのモータでは、ローラ型のジェロータギヤセットが利用されていることを理解するであろう。従って、以下、本明細書では、用語「ジェロータ」は通常のジェロータとともに、ローラタイプのジェロータを含むものとして参照されるものとし、また、本発明の目的上、用語「ジェロータ」はＩＧＲ（Internally-generated rotor）とＥＧＲ（Externally-generated rotor）の双方のタイプを含むものとするが、これらはいずれも当該分野における通常の知識を有する者には公知のものである。
【０００４】
多速度型のジェロータモータに関連する先行技術として、米国特許文献１、２及び３の開示例を挙げることができるが、これら米国特許はいずれも本発明の譲受人に譲渡され、これらの開示内容は参照上、本発明に抱合されるものとする。このうち、特許文献１の発明に係る装置は商業上幅広く利用されて、一般的に満足できる態様で使用されており、また、より近年では、特許文献２及び３の発明に係る装置もまた商業上利用されてきている。当該分野における通常の知識を有する者には公知なように、ジェロータギヤセットの膨張するフルイドボリュームチャンバと縮小するフルイドボリュームチャンバの間で流体を効果的に「再循環」できるように弁操作することで、多速度（または多段階的に流体を排出する）装置としてジェロータモータを操作することが可能になる。この際、インレットポート（吸引ポート）を全ての膨張するフルイドボリュームチャンバと流通させるとともに、全ての縮小するフルイドボリュームチャンバをアウトレットポート（吐出ポート）と流通させると、モータを通常（ノーマル）の、低速度、高トルク（ＬＳＨＴ：low-speed, high-torque）モードで操作することができる。また、幾つかの縮小するフルイドボリュームチャンバ（つまり「再循環する」フルイドボリュームチャンバ）から膨張するフルイドボリュームチャンバまで、流体の幾分かが戻されるように再循環させると、モータを高速度、低トルク（ＨＳＬＴ：high-speed, low-torque）モードで操作することができる。このＨＳＬＴモードでは、ジェロータのディスプレースメントが減少したものと同様の結果を生じさせるが、しかし、この場合、ジェロータを流れる流体の流動度は同じままとなる。
【０００５】
上述した本発明に抱合される米国特許に従って構成され、また本発明の譲受人によって商業上販売された多速度型のジェロータモータは、ＬＳＨＴモードとＨＳＬＴモードの双方において非常に満足できるように操作することができる。しかしながら、モータを一方のモードから他方のモードにシフトされる場合（特に、ＨＳＬＴモードからＬＳＨＴモードにシフトする場合）には、まさに一方のモードから他方のモードにシフトされるときに、ジェロータギヤセットにキャビテーションが生じる傾向があることが認められている。また、ＨＳＬＴからＬＳＨＴまでシフトする間、車両速度とポンプの流れが保たれながら、少なくとも短期間、一般的には継続して、モータの「変位（ディスプレースメント）」が増加している。従って、ポンプがすぐに供給することができる能力を超えた、瞬間的な流体の流動度に相当する速度で、ジェロータギヤセットが突然に「変位（ディスプレース）」されることがあった。
【０００６】
また、再循環する流路には、再循環しないフルイドボリュームチャンバへの往路の流路よりも大きな絞りがあるため、再循環するフルイドボリュームチャンバはより一層キャビテーションを生じさせる傾向がある。当該分野における通常の知識を有する者には公知なように、ジェロータのような、フルイドディスプレースメント部位にキャビテーションが生じると、かなりの量の好ましくないノイズが発生し、また条件しだいではフルイドディスプレースメント機構にダメージを与えることが懸念される。通常、このキャビテーションはポンプの流れがモータ内のジェロータギヤセットの速度（ディスプレースメント）に「追いつく」速度に車両速度がスローダウンするまで継続する。
【特許文献１】米国特許第４，４８０，９７１号公報
【特許文献２】米国特許第６，０６８，４６０号公報
【特許文献３】米国特許第６，０９９，２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、一方のモードから他方のモードにシフトする際に、実質的にキャビテーションやノイズを発生させることがないように、多速度性能を備えた、より向上した流体圧力操作装置（fluid pressure operated device）を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、実質的にキャビテーションやノイズを発生させることがないようにシフトを行える、多速度性能を備えた流体圧力操作装置用のシフト操作を制御するためのより向上した方法を提供することをさらなる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、フルイドインレットポートとフルイドアウトレットポートを備えたハウジング手段を有する、より向上した流体圧力操作装置を提供する。この際、ハウジング手段と関連して流体圧ディスプレースメント機構（fluid pressure displacement mechanism）を設けるが、この機構は内歯を備えたリングメンバ（または固定メンバ）と、該リングメンバ内に偏心して設けられる外歯を備えたスターメンバ（または回転メンバ）を有し、リングメンバとスターメンバが相対的に軌道及び回転運動（または相対運動）を行えるようにして、互いに内接する際にこの軌道及び回転運動によって、複数Ｎの膨張及び縮小するフルイドボリュームチャンバを定めるようにする。また、ハウジング手段と関連してモータバルブ手段を設けて、通常の、低速度、高トルクの操作モードの際に、フルイドインレットポートと膨張するフルイドボリュームチャンバの間と、縮小するフルイドボリュームチャンバとフルイドアウトレットポートの間に流体を流通させる。さらに、シフトバルブ手段を設けて、第１状態では、通常の低速度、高トルクの操作モードを可能にし、第２状態では、フルイドボリュームチャンバの複数Ｍを相互に連絡させるように操作可能にするが、この際、上記複数Ｍには再循環するフルイドボリュームチャンバが含まれるものとする。
【００１０】
この際、本発明に係るより向上した流体圧力操作装置では、加圧流体源から複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバの各々まで流体を供給するように操作できる流体補給用の流路を設けることを特徴とする。さらに、通常モードでは、加圧流体源から流体補給用の流路までの流通を防止し、またシフトモードでは、加圧流体源から流体補給用の流路までの流通を可能にするように操作できる制御弁を設けることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他の特徴では、多速度型の流体圧力操作装置を第１速度比から第２速度比までシフト操作する際に、より向上した制御方法を提供するが、しかし、この装置は上述したハウジング手段と流体圧ディスプレースメント機構を有する。また、モータバルブ手段を備えて、第１速度比では、ハウジング手段と協働して、通常の態様で流通を行わせるようにする。また、シフトバルブ手段を備えて、第１状態では、第１速度比を達成できるようにするとともに、第２状態では、再循環するフルイドボリュームチャンバとして、複数Ｍのフルイドボリュームチャンバを相互に連絡させて、第２速度比を達成できるように操作可能にする。
【００１２】
この際、本発明に係るより向上したシフト操作制御方法では、加圧流体源と流体補給用の流路を提供するステップを備えて、加圧流体源から複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバの各々まで流体の供給を行えるようにする。また、後続するステップとして、シフトバルブ手段を第１状態から第２状態まで変化させて、シフトバルブ手段の状態の変化を感知して、この変化が感知されたときのみ、状態変化を示す信号を発生させるようにする。そして、最後のステップとして、上記状態変化信号を検出して、これに対応して、加圧流体源から流体補給用の流路を通って、複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバまで流体を送ることを可能にする。
【００１３】
即ち、請求項１に記載した発明においては、ハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有する流体圧力操作装置（１０）であって、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段と関連して設けられ、内歯を備えたリングメンバ（２７）と該リングメンバ内に偏心して設けられる外歯を備えたスターメンバ（３１）を有し、前記リングメンバ（２７）と前記スターメンバ（３１）は相対的に軌道及び回転運動を行うことができ、噛合する際に前記軌道及び回転運動により複数Ｎの膨張及び縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３）を定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、通常の低速度、高トルクの操作モードの際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は第１状態（図３参照）では、前記通常の低速度、高トルクの操作モードを可能にし、かつ第２状態（図４参照）では、前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させるように操作可能であって、この際、前記複数Ｍは再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）を構成し、さらに、前記装置（１０）は、（ａ）加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給するように操作可能な流体補給用の流路（８９）と、かつ、（ｂ）通常モード（Ｎ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を防止し、シフトモード（Ｓ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を可能にする制御弁手段（８３）とを有することを特徴とする。
また、請求項７に記載した発明においては、ハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有する流体圧力操作装置（１０）であって、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段と関連して設けられ、固定メンバ（２７）と該固定メンバ（２７）と関連して操作可能な回転メンバ（３１）を有し、前記固定メンバ（２７）と前記回転メンバ（３１）は相対運動を行うことができ、この相対運動により複数Ｎの膨張及び縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３）を定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、通常の低速度、高トルクの操作モードの際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は第１状態（図３参照）では、前記通常の低速度、高トルクの操作モードを可能にし、かつ第２状態（図４参照）では、前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させるように操作可能であって、この際、前記複数Ｍは再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）を構成し、さらに、前記装置（１０）は、（ａ）加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給可能な流体補給用の流路（８９）と、かつ、（ｂ）通常モード（Ｎ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を防止し、シフトモード（Ｓ）では、前記加圧流体源（７３）から前記流体補給用の流路（８９）までの流通を可能にする制御弁手段（８３）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項８に記載した発明においては、第１速度比（図３参照）から第２速度比（図４参照）までの、多速度型の流体圧力操作装置（１０）のシフト操作の制御方法であって、前記装置はハウジング手段（１３、２３）、流体圧ディスプレースメント機構（２１）、モータバルブ手段（１９、４３）及びシフトバルブ手段（６１）を有し、この際、前記ハウジング手段（１３、２３）はフルイドインレットポート（１３ａ）とフルイドアウトレットポート（１３ｂ）を有し；前記流体圧ディスプレースメント機構（２１）は前記ハウジング手段（１３、２３）と関連して設けられ、内歯を備えたリングメンバ（２７）と該リングメンバ内に偏心して設けられる外歯を備えたスターメンバ（３１）を有し、前記リングメンバ（２７）と前記スターメンバ（３１）は相対的に軌道及び回転運動を行うことができ、噛合する際に前記軌道及び回転運動により複数Ｎの膨張（３３Ｅ）及び縮小（３３Ｃ）するフルイドボリュームチャンバを定め；前記モータバルブ手段（１９、４３）は前記ハウジング手段（１３、２３）と協働して、前記第１速度比の際に、前記フルイドインレットポート（１３ａ）と前記膨張するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｅ）の間、及び前記縮小するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｃ）と前記フルイドアウトレットポート（１３ｂ）の間に流体を流通させ；前記シフトバルブ手段（６１）は前記第１速度比（図３参照）を可能にする第１状態とともに、再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）として前記フルイドボリュームチャンバ（３３）の複数Ｍを連通させることで、前記第２速度比（図４参照）を可能にする第２状態とで操作可能であって、さらに、前記方法は、（ａ）加圧流体源（７３）と、該加圧流体源（７３）から前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）の各々まで流体を供給可能な流体補給用の流路（８９）を設けるステップと、（ｂ）前記シフトバルブ手段（６１）を前記第１状態（図３参照）と前記第２状態（図４参照）のいずれか一方から前記第１状態（図３参照）と前記第２状態（図４参照）のいずれか他方まで変化させるステップと、（ｃ）前記シフトバルブ手段（６１）の変化を感知し（１０９）、かつ、前記変化が感知されたときに限り、状態変化を示す信号（１１１）を発生させるステップと、かつ、（ｄ）前記状態変化信号（１１１）を検出し、これに対応して、前記加圧流体源（７３）から、前記流体補給用の流路（８９）を通って、前記複数Ｍの再循環するフルイドボリュームチャンバ（３３Ｒ）まで流体を供給するステップとを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。但し、これら図は例示上示されたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
図１は、符号１０を用いて、本発明の実施の形態に係るバルブ−イン−スター（ＶＩＳ）タイプの低速度、高トルク（ＬＳＨＴ）のジェロータモータ（gerotor motor）を示している。このジェロータモータは、本発明の譲受人に譲渡され、参照上、本発明に抱合される米国特許第５，２１１，５５１号に基づいてほぼ構成される。しかし、より特徴的には、図１に示したジェロータモータは（少なくとも二速の）多速度型のモータであって、上記本発明に抱合される米国特許文献２及び３に基づいて構成される。但し、本発明の実施の形態はＶＩＳタイプのジェロータモータに限定される必要はなく、さらに「背景技術」で説明したように、本発明の実施の形態は単にジェロータモータに限定される必要はなく、添付した特許請求の範囲の記載内容によってのみ限定される（つまり、本発明の実施の形態は流体圧力操作装置として構成される）ことを理解されたい。
【００１５】
図１に示すＶＩＳモータ１０は複数のセクションを有するように構成され、これらセクションは複数のボルト１１等を用いて互いに対して固定される。尚、図１では一つのボルトだけしか示していないが、図３と図４では全部のボルトを示している。具体的には、モータはエンドキャップ１３、スペーサプレート１５、シフタープレート１７（またはセレクタープレート）、固定バルブプレート１９、符号２１に示すジェロータギヤセット（流体圧ディスプレースメント機構）及び出力軸２５を回転式に支持する前方のベアリングハウジング２３を有する（このうち、エンドキャップ１３と前方のベアリングハウジング２３はモータ１０のハウジング手段を構成する）。エンドキャップ１３にはフルイドインレットポート１３ａとフルイドアウトレットポート１３ｂが備えられる（これらは説明を容易にするために図１には示されていないが、しかし、図２、図３及び図４には概略的に示されている）。モータ技術における通常の知識を有する者には公知なように、ポート１３ａをアウトレットポートとし、かつポート１３ｂをインレットポートとした場合、出力軸２５の回転方向は逆になる。
【００１６】
ジェロータギヤセット２１は図３及び図４にも示されているが、これは当該分野における通常の知識を有する者には公知なものであって、上記本発明に抱合される米国特許に詳しく開示されているため、ここでは簡単に説明するに留める。即ち、ジェロータギヤセット２１は内歯を備えたリングメンバ（または固定メンバ）２７を有するが、この際、リングメンバ２７は複数の、略半円筒形状の開口部を形成するとともに、これら開口部の各々内に略円筒形状のローラメンバ２９を備えて、リングメンバ２７の内歯として作用させる。リングメンバ２７の内側には、偏心して、外歯を備えたスターメンバ（または回転メンバ）３１が設けられるが、通常、スターメンバ３１は内歯つまりローラ２９の数よりも一つだけ少ない数の外歯を備えて、スターメンバ３１がリングメンバ２７に対して軌道及び回転移動を行えるようにする。このリングメンバ２７内におけるスターメンバ３１の軌道及び回転移動によって、複数（Ｍ）のフルイドボリュームチャンバ３３が形成されるが、これらチャンバの各々は任意の瞬間において、膨張するフルイドボリュームチャンバ３３Ｅか、または縮小するフルイドボリュームチャンバ３３Ｃになる。ジェロータ技術における通常の知識を有する者には公知なように、任意の瞬間において、これらフルイドボリュームチャンバのうちの一つは膨張状態と縮小状態の間で「変化（トランジション）」状態になる。尚、例示上示した、本発明に係る実施の形態では、全部で９つのフルイドボリュームチャンバ３３が設けられることを示している。
【００１７】
再度図１を参照すると、スターメンバ３１は内歯スプラインを複数、直線状に延びるように備えて、主駆動軸（メインドライブシャフト）３７の一方の端部側に形成した外歯状のクラウンスプライン３５のセットと係合させる。この軸３７の反対側の端部には、出力軸２５に形成した複数の、直線状に延びる内歯スプラインと係合するように、外歯状のクラウンスプライン３９の異なるセットが設けられる。
【００１８】
ここで、図３と図４を組み合わせながら、再度図１を参照して、スターメンバ３１についてより詳しく説明する。例示上示した、本発明に係る実施の形態では、スターメンバ３１は２つの異なる部品のアセンブリとして構成されるが、このうちの一方はスターメンバの外歯を備えるメーンスター部４１であり、他方はインサート部またはプラグ部４３である。メーンスター部４１とインサート部４３は協働して様々なフルイド領域、流路及びポートを形成するが、これらは上記米国特許において詳しく説明されているため、ここでは詳述しない。但し、図示した実施の形態では、スターメンバ３１は端部側の表面４７によって定められるように中央のマニホールド領域４５を有するが、この表面４７は固定バルブプレート１９の近接する表面４９とスライド状に密着するように当接して設けられる（尚、固定バルブプレート１９とプラグ部４３はモータバルブ手段を構成するものとする）。
【００１９】
また、スターメンバ３１の端部側の端面４７にフルイドポート５１のセットを定めるが、これらポート５１の各々はインサート部４３によって定められる流路５３手段によってマニホールド領域４５と常時流通する。端部側の端面４７はさらにフルイドポート５１と交互に設けられるようにフルイドポート５５のセットを定めるが、フルイドポート５５の各々はラジアル方向内側に延びるとともに、中央のマニホールド領域４５を囲む、外側のマニホールド領域５７（図３と図４にのみ表示）に向って開口する。尚、固定バルブプレート１９には複数の固定バルブ流路５９が定められるが、図１にはこのうちの一つのみを示している。スターメンバ３１が軌道及び回転移動を行うと、インサート部４３によって定められるフルイドポート５１と５５の各々は、各固定バルブ流路５９と流体を流動できるように連通して、フルイドボリュームチャンバ３３が膨張フルイドボリュームチャンバ３３Ｅのとき、各フルイドボリュームチャンバ３３に高圧流体を吸入させ、またフルイドボリュームチャンバ３３が縮小フルイドボリュームチャンバ３３Ｃのとき、各フルイドボリュームチャンバ３３から低圧流体を吐出させるように、交互に流体を流動させる。上述した弁構成はジェロータモータ技術における通常の知識を有する者には公知であって、上記本発明に抱合される米国特許に詳しく開示されており、また添付した特許請求の範囲の記載では「モータバルブ手段」、つまりモータの基本操作を可能にするバルブ操作として参照する。
【００２０】
ここで、適宜図１と図２を参照しながら、主に図３と図４を参照して、本発明の実施の形態に係るモータ１０の多速度操作を実現する手段について説明する。図２に概略的に示されているように、モータ１０はシフトバルブスプール（シフトバルブ手段）６１を備えるが、これは、圧縮ばね（弾性部材）６３によって、図３に示す、モータ１０の通常の低速度、高トルク（ＬＳＨＴ）の操作モード（第１状態）に相当する、第１位置に向って付勢される。図２に概略的に示すとともに、図１からも理解できるように、モータの各フルイドボリュームチャンバは再循環するため（このため、このフルイドボリュームチャンバを以下、再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒとして参照する）、流路６５を用いて、対応する固定バルブ流路５９を通ってシフトバルブスプール６１と接続している。尚、図３と図４では、概略的に、２つの異なる流路として示される各「流路」６５は、実際には、一方はシフトバルブスプール６１とスターメンバのポート（５１または５５）の間に、また他方はシフトバルブスプール６１と再循環するフルイドボリュームチャンバ３３Ｒの間に構成される。しかしながら、後述する説明と、添付した特許請求の範囲では、上記のような各「対」を流路６５として参照する。
【００２１】
図３に示すＬＳＨＴモードでは、シフトバルブプレート６１は各流路６５を他の流路６５から分離させるとともに、各流路６５を符号６７に示す、再循環する流体の「源」から分離させるように位置する。当該分野における通常の知識を有する者には公知なように、上記源６７は単にインレットポート１３ａ（図３参照）でもよく、または二方向モータの場合には、上記源６７は他のポート１３ｂと接続されていてもよい（この際、ポート１３ｂはインレットポートとして機能する）。従って、符号６９に概略的に示すように、何らかのシャトル弁構成では、より高圧な、ポート１３ａと１３ｂのいずれかを源６７を含む流路と流通させるように位置する。これら源６７とシフトバルブスプール６１に関する構造と操作の詳細は、当該分野における通常の知識を有する者には公知であって、本発明に係る実施の形態にとって本質的な部分ではないため、ここではさらなる詳述はしない。
【００２２】
ここで図２と図４を主に参照すると、シフトバルブスプール６１は、例えばシステムチャージポンプ７３のような、加圧流体源から送られる圧力信号７１によって、圧縮ばね６３の付勢力に逆らってシフトされることができる。チャージポンプ７３からシフトバルブスプール６１までの流体の流れは減圧弁７５を用いて制御されるが、この構成と操作の詳細は本発明の実施の形態を説明する上で本質的な事項ではなく、また本発明の範囲を超えているため、ここではさらなる詳述はしない。但し、減圧弁７５はシフトバルブスプール６１を図２（及び図３）に概略的に示す位置から図４に示す位置までシフトする操作を制御するために、圧力信号７１と交信して圧力制御を行うものとする。図４に示すシフトバルブスプール６１の位置は、高速度、低トルク（ＨＳＬＴ）の操作モードに相当する第２状態と対応している。このＨＳＬＴ操作モードでは、シフトバルブスプール６１は各流路６５を源６７と流通させ、従って、異なる流路６５の夫々と連通させるように位置する。３つの再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒが膨張と縮小を行うことで、流体はフルイドボリュームチャンバ３３Ｒの中で単に前後に流れて、流路６５と源６７内を流れる。以上記載した内容は商業上利用されており、従来技術において公知なものである。
【００２３】
ここで、図１とともに、図２を主に参照して、本発明の実施の形態に係る１つの重要な点について説明する。チャージポンプ７３のアウトレットと流通するように流路８１が設けられるが、この流路は電磁制御弁（制御弁手段）８３のフルイドインレットと流通する。制御弁８３は圧縮ばね（弾性部材）８５によって「通常」モードつまり位置（「Ｎ」）に向って付勢されるが、この位置では、制御弁８３は流路８１をシステムリザーバＲと連通させる。制御弁８３は、電磁ソレノイド部（バルブメンバ）８７を用いて、図２に示した通常モード「Ｎ」からシフトモードつまり位置（「Ｓ」）までシフトされることができるが、この方法については後述する。制御弁８３がシフトモード「Ｓ」になると、加圧流体は流路８１から流路８９（図１にも示されている）まで流通するが、この流路８９はフィッティング部９１（図１にのみ示されている）でモータ１０と流通する。
【００２４】
ここで、図１、図２及び図５を参照すると、前方のベアリングハウジング２３には環状のチャンバ９３が定められ、このチャンバ９３と流通するように複数の軸方向に延びる流路９５が設けられるが（これらチャンバ９３と流路９５は流体補給用の流路として機能できる）、この際、流路９５の一つは再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒの各々と流通するように設けられる。このため、図示した実施の形態では、（図２に概略的に示されているように）３つの軸方向の流路９５が設けられる。
【００２５】
尚、図２の略図では、軸方向の流路９５の各々は対応する流路６５と接続されているように示されているが（このことが文字通り正しければ、所望の結果を得ることができる）、しかし、本発明の好適な実施の形態に係る実際の構成では、十分に等価に機能するように、幾分異なって構成されてもよい。
【００２６】
図１と図５から最良に理解できるように、各流路６５は、固定バルブ流路５９のいずれか一つを介して再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒと流通するが、上述したように、軸方向の流路９５はジェロータギヤセット２１の反対側の軸方向側に設けられる。尚、ジェロータギヤセット２１と前方のベアリングハウジング２３の間にはバランスプレート９７が設けられるが（図５参照）、例示上示した、本発明に係る実施の形態では、このバランスプレート９７は、参照上、本発明に抱合される、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，０８６，３４５号に基づいて構成される。また、バランスプレート９７に隣接して、皿ばね(Belleville washer)９９が設けられる。尚、バランスプレート９７と皿ばね９９は本発明の本質的な部分を構成しないことを理解されたい。
【００２７】
但し、本発明の実施の形態に係る一つの特徴によると、バランスプレート９７は（これ自体は本発明の本質的な部分を構成しないが）ステップ状のフルイドオープニング（流路部）１０１を形成する。この際、オープニング１０１のラジアル方向の内側部分は近接する再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒと流通し、またオープニング１０１のラジアル方向の外側部分は軸方向に拡径したボア１０３と流通する。このボア１０３の内部には逆止弁（チェックバルブ）が設けられるが、図示した実施の形態では、弁には逆止弁手段としてチェックボール１０５が設けられる。
【００２８】
軸方向の流路９５と軸方向に拡径したボア１０３の交差部にはチェックバルブシート１０７が構成されるが、弁技術に関する通常の知識を有する者であれば、モータ１０がＬＳＨＴモードで操作され、かつ隣接するフルイドボリュームチャンバが膨張チャンバ３３Ｅまたは縮小チャンバ３３Ｃのいずれかであるときは常に、またチェックボール１０５はシート１０７と当接し、フルイドボリュームチャンバと流路９５との間に実質上、流通を生じさせないことを理解するであろう。
【００２９】
ここで、本発明の実施の形態に係る一つの重要な特徴によると、制御弁８３がシフトモード「Ｓ」の状態になると、再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒ内に流体を補給するために、加圧流体をチャージポンプ７３から流路８９を通って流動させるが、以下、本明細書及び添付した特許請求の範囲の記載では、この流路８９を「流体補給用」の流路として参照する。従って、流体補給用の流路８９内を流れる加圧流体が環状のチャンバ９３内を流れて、軸方向の流路９５の各々内に流入し、チェックボール１０５をシートから離間させて、隣接する再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒに流入して、さらなる流体を供給させることが可能になる。ここで重要な点は、流体補給用の流路８９と、チャンバ９３及び流路９５は全て区別され、さらに、固定バルブプレート１９とフルイドポート５１及び５５として定められる「通常」のモータ弁操作から分離して設けられることである。
【００３０】
また、本発明の実施の形態に係る他の特徴によると、再循環フルイドボリュームチャンバ３３Ｒであるフルイドボリュームチャンバに流体を補給する必要が生じたときに限って、モータがＨＳＬＴからＬＳＨＴまでシフトされるまで、制御弁８３はシフトモード「Ｓ」となる。このように、本当に必要とされ、かつ有益なときに限って、補給用の流体を提供するために、センサ（特に、ポジションセンサ）１０９がシフトバルブスプール６１と関連して操作可能に設けられて、状態の変化、具体的には、ＬＳＨＴモードからＨＳＬＴモード（または逆方向）への変化の感知を示すために、「状態変化の感知」として参照される信号１１１を発生させる。この信号１１１は図２に符号１１３で概略的に示される、モータのコントロールロジックに送信される。コントロールロジック１１３が状態変化信号１１１を受信して、かつ、この信号１１１（例えば、電流またはデューティ制御等を用いたもの）が、シフトバルブスプール６１がシフトモード（特に、ＨＳＬＴからＬＳＨＴにシフトしているとき）の状態にあることを示すとき、コントロールロジック１１３は適切な指令信号（電気信号）１１５を制御弁８３のソレノイド部８７に伝送し、制御弁８３を通常モード「Ｎ」からシフトモード「Ｓ」までシフトさせる。このため、本発明の実施の形態に係る特徴の一つでは、シフトバルブスプール６１が操作上、ＨＳＬＴモードとＬＳＨＴモードの間で変化しているときに限って、制御弁８３をシフトモード「Ｓ」にさせることが可能になる。
【００３１】
以上、添付した図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について説明したが、しかしながら、当該分野における通常の知識を有する者であれば、明細書の内容を理解することによって、上述した好適な実施の形態に対して、様々な変形及び修正を行うことが可能になるものと思料する。しかしながら、これら変形及び修正は、添付した特許請求の範囲内にある限り、いずれも本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】発明の実施の形態に係る、低速度、高トルクのジェロータモータの軸方向断面図である。
【図２】図１のジェロータモータをシフト操作するために用いる全制御システムの作動油の流れを示す略図である。
【図３】ＬＳＨＴモードのときの、発明の実施の形態に係るジェロータモータを示す略図である。
【図４】図３と同様であるが、しかし、ＨＳＬＴのときの、発明の実施の形態に係るジェロータモータを示す略図である。
【図５】発明の実施の形態に係る特徴の一つを示すために、図１の一部を軸方向の断面を一部拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０        流体圧力操作装置（ジェロータモータ）
１３、２３  ハウジング手段（エンドキャップと前方のベアリングハウジング）
１３ａ      フルイドインレットポート
１３ｂ      フルイドアウトレットポート
１９、４３  モータバルブ手段（固定バルブプレートとプラグ部）
２１        流体圧ディスプレースメント機構（ジェロータギヤセット）
２７        リングメンバ（固定メンバ）
３１        スターメンバ（回転メンバ）
３３        フルイドボリュームチャンバ
３３Ｃ      縮小するフルイドボリュームチャンバ
３３Ｅ      膨張するフルイドボリュームチャンバ
３３Ｒ      再循環するフルイドボリュームチャンバ
６１        シフトバルブ手段（シフトバルブスプール）
７３        加圧流体源（システムチャージポンプ）
８３        制御弁手段（電磁制御弁）
８７        電磁ソレノイド部（バルブメンバ）
８９        流体補給用の流路
９３        流体補給用の流路（環状のチャンバ）
９５        流体補給用の流路（流路部）
１０５      逆止弁手段（チェックボール）
１０９      センサ（ポジションセンサ）
１１３      コントロールロジック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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