(57)【要約】【課題】水等の低粘度流体を作動流体として用いた場合でも、ロータとカバーとの間の摺動摩擦が発生せず、低圧で運転することが可能なベーン式回転機械を提供すること。【解決手段】ベーン１５を取り付けたロータ１４をカムケーシング１０内に収納するとともに、ロータ１４の主軸２０をカムケーシング１０の両側面に取り付けた左右カバー１１，１２に設けた軸受部１６によって回転自在に軸支してなるベーン式液圧モータにおいて、主軸２０の両方の端部を、左右カバー１１，１２からカムケーシング１０の外部に突出させた構造とし、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から軸受部１６，１７を通って戻り口２２へと通じる左右の流路４１，４２を設け、流路４１，４２のサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から戻り口２２に至るまでの圧力損失を互いに等しくなるよう構成した。【選択図】      図５
2004316612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、
前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことを特徴とするベーン式回転機械。
【請求項２】
ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、
前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させたことを特徴とするベーン式回転機械。
【請求項３】
ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支し、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いるベーン式回転機械において、
前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことを特徴とするベーン式回転機械。
【請求項４】
ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、
前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端とし、前記ロータ両側面と前記左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から前記軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことを特徴とするベーン式回転機械。
【請求項５】
ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支し、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いるベーン式回転機械において、
前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させるとともに、前記ロータ両側面と前記左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から前記軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことを特徴とするベーン式回転機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベーン式回転機械（ベーン式ポンプやベーン式モータ）に関し、特に作動流体として水などの低粘度流体を使用し、低圧力で駆動する場合に用いて好適なベーン式回転機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の代表的なベーン式液圧モータ（平衡形）の構成例を示す図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０００３】
同図に示すようにこのベーン式液圧モータ１００はカムケーシング１１０内にロータ１１１を収納し、ロータ１１１に設けられたベーンスリット１１１ａにカムケーシング１１０の内面に接するベーン１１２を取り付け、ロータ１１１の両側面をフロントカバー１１３とエンドカバー１１４で囲み、フロントカバー１１３とエンドカバー１１４に設けた玉軸受等の軸受部１０１，１０２によってロータ１１１に取り付けた主軸（駆動軸）１２０を回転自在に軸支し、さらにエンドカバー１１４にはリアキャップ１１５を取り付け、フロントカバー１１３にはシャフトシール１１６を取り付けて構成されている。そして、カムケーシング１１０には駆動軸１２０に対して対称に各一箇所の供給口１３０と戻り口１４０が形成されていて、供給口１３０は二箇所の供給ポート１３１，１３１へ連通し、戻り口１４０は二箇所の戻りポート１４１，１４１へ連通している。
【０００４】
このベーン式液圧モータ１００は、供給口１３０から流入した例えば水等の作動流体が二箇所の供給ポート１３１，１３１を通じてロータ１１１に取り付けられたベーン１１２の側面に作用することで、ロータ１１１にトルクが発生してロータ１１１を回転させることで動作する。これによりロータ１１１に取り付けられた駆動軸１２０に回転力が生じ、駆動軸１２０の端部に接続した機械に回転力が伝達される。そして、ロータ１１１に作用した水は、二箇所の戻りポート１４１，１４１を介して戻り口１４０から排出される。
【０００５】
なお、この図１に示した平衡形のベーン式液圧モータ１００は、駆動軸１２０に対して対称に各二箇所ずつの供給ポート１３１，１３１と戻りポート１４１，１４１が設けられているため、作動流体である水によるロータ１１１周りの圧力は平衡し、駆動軸１２０に作用する半径方向の荷重が軽減される構造となっている。
【０００６】
ところで、この従来のベーン式液圧モータ１００は、駆動軸１２０の一端をフロントカバー１１３からカムケーシング１１０の外側に突出して、該突出した駆動軸１２０の端部に動作させる機械、例えばベルトコンベア等を接続する、いわゆる片側出力形である。しかしながら、この片側出力形のベーン式液圧モータ１００を使用したシステムでは、ベルトコンベアを２台併設して同時に駆動させる必要がある場合、各ベルトコンベア毎に１台のベーン式液圧モータ１００を搭載する必要があり、システムコストの増大や運転時のメンテナンスの煩雑さ等の問題が生じていた。
【０００７】
また、図１に示すベーン式液圧モータ１００では、作動流体からロータ１１１のスラスト方向の両側面に作用するスラスト方向荷重が釣合わず、ロータ１１１にはフロントカバー１１３方向への力がかかり、ロータ１１１はフロントカバー１１３側面に押し付けられることとなる。これは以下の原因で生じる現象である。即ち、ベーン式液圧モータ１００では、駆動軸１２０の一方の端部がフロントカバー１１３から外部へ突出し、他方の端部はエンドカバー１１４とリアキャップ１１５の内部に収納されており、外部に突出していない構成となっている。
【０００８】
ここで、ロータ１１１の側面にかかるスラスト方向の荷重は、ロータ１１１側面の作動流体から圧力を受ける面積とロータ１１１側面に作用する圧力との積により求められるが、図２に示すように、ロータ１１１側面の圧力を受ける面積が、ロータ１１１のフロントカバー１１３側とエンドカバー１１４側の側面で異なるため、ロータ１１１に両側面からかかる荷重が釣合わないのである。つまり、エンドカバー１１４側の側面は図２（ａ）に示すように、駆動軸１２０の断面積分だけ図２（ｂ）に示すフロントカバー１１３側の側面よりも圧力を受ける面積が大きくなり、その分ロータ１１１にエンドカバー１１４側からフロントカバー１１３側に荷重がかかり、該荷重によってロータ１１１はフロントカバー１１３の側面に圧接されてロータ１１１が回転するので、ロータ１１１の側面がフロントカバー１１３に摺動することとなる。
【０００９】
従来、ベーン式液圧モータ１００の作動流体として、油を使用していた場合には、油は水等の低粘度流体と比較して潤滑性が高かったので、上記のようにフロントカバー１１３にロータ１１１側面が圧接されて回転摺動しても、運転時に特段の問題は生じていなかった。しかしながら、作動流体として水等の低粘度流体を用いる場合には、以下のような問題が顕著に生じる。
【００１０】
▲１▼ロータ１１１とフロントカバー１１３との摺動面の摩擦損失が大きくなり、その結果、ベーン式液圧モータ１００の機械効率、全効率の低下を招く。
▲２▼ロータ１１１とフロントカバー１１３との摺動面の摩擦により、当該摺動部分の摩耗が発生し、摩耗量の増加や摩耗粉が細部に詰まることに伴う、機械の機能停止や部品の破損、耐久性の低下などを招く。
【００１１】
上記問題点に対処する手段として、従来、例えば特許文献１及び特許文献２に示すようなポンプが知られている。即ち、特許文献１に記載のベーンポンプはロータをハウジングに押さえつける軸方向のスラスト力を低減し、ロータとハウジングとの潤滑性の低下を防止するため、ロータとハウジングとの間の隙間に連通するリーク油室をバイパス通路を介してリーク油室よりも低圧なサクションポートへと連通し、これによりポンプ作動時にリーク油室の圧力が低くなるように構成している。
【００１２】
また、特許文献２に記載のオイルポンプは、駆動軸スプライン嵌合部の圧力低下および軸受部の耐磨耗性の劣化を抑制する目的で、駆動軸とロータとのスプライン嵌合部にＯリングを介装してスプライン嵌合部を軸方向に分割するとともに、駆動軸の両端部の軸受部にオイル吸入口に連通するドレン通路を設けたものである。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載のポンプは、いずれも作動流体に油を用いたものであるため、本願発明が目的とする、水等の低粘度流体を作動流体とする機械においては同様の効果を期待することができない。つまり、上記特許文献に記載の機械に水等の低粘度流体を作動流体として使用した場合、ロータをカバーに圧接させるスラスト方向の荷重を低減しても、ロータとカバーが接触し摺動する限り、摩擦に伴う諸問題が生じるので、低圧力で駆動させるのは困難であるが、これらの特許文献にはロータとカバーの接触摺動を回避する技術は何ら開示されておらず、よってロータとカバーとの間の摺動摩擦に伴う諸効率の低下、耐久性の劣化、発生熱の上昇等を回避することはできないからである。
【００１４】
【特許文献１】
実開平１−１６２０９３号公報
【特許文献２】
実用新案登録第２５２８０１３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、設置が容易に行えかつメンテナンスが簡易であると共に、水等の低粘度流体を作動流体として用いた場合でも、ロータとカバーとの間の摺動摩擦が発生せず、低圧で運転することが可能なベーン式回転機械を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことを特徴とする。
【００１７】
上記のように、ロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させたことを特徴とする。
【００１９】
上記のように、ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支し、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いるベーン式回転機械において、前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことを特徴とする。
【００２１】
上記のように、ロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことにより、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いても、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動する。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支したベーン式回転機械において、前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端とし、前記ロータ両側面と前記左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から前記軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記のようにロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端とし、ロータ両側面と左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動する。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータを作動流体の入口及び出口を有するカムケーシング内に収納するとともに、該ロータの主軸を前記カムケーシングの両側面に取り付けた左右カバーに設けた軸受部によって回転自在に軸支し、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いるベーン式回転機械において、前記ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させるとともに、前記ロータ両側面と前記左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から前記軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことを特徴とする。
【００２５】
上記のようにロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させるとともに、ロータ両側面と左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことにより、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いても、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図３は本発明の第１実施形態例に係るベーン式回転機械をベーン式液圧モータとして用いた構成例を示す概略断面図である。同図に示すようにこのベーン式液圧モータ１は、筒形状のカムケーシング１０内に、ロータ１４を収納し、ロータ１４の外周に沿って設けられたベーンスリット１４ａに、カムケーシング１０の内面に接するベーン１５を取り付け、ロータ１４の両側を左カバー１１と右カバー１２で囲み、左右カバー１１，１２の部分に設けた軸受部１６，１７によってロータ１４に取り付けた主軸（駆動軸）２０を回転自在に軸支し、さらに左右カバー１１，１２には駆動軸２０と該左右カバー１１，１２との間の隙間にシール部材１３を取り付けて構成されている。これらにより、カムケーシング１０と左右カバー１１，１２で囲まれた部分がロータ収納室２５として構成されている。また、カムケーシング１０には作動流体をロータ収納室２５内に供給する供給口（入口）２１とロータ収納室２５から作動流体を排出する戻り口（出口）２２が設けられている。
【００２７】
このベーン式液圧モータ１に使用する作動流体は、油等と比較して粘度が低く、潤滑性が低い、低粘度流体である水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いる。そしてこのベーン式液圧モータ１を動作させるには、供給口（高圧側ポート）２１から水を導入することで、この水をロータ収納室２５内に導きベーン１５に作用させる。これによりロータ１４が回転し、ロータ１４に取り付けられた駆動軸２０が回転することで、該駆動軸２０の端部に接続された図示しないベルトコンベア等の動作させる機械に動力が伝達される。一方，ベーン１５に作用した水は戻り口（低圧側ポート）２２からロータ収納室２５の外部へ排出される。供給口２１から水が導入されている間、ロータ収納室２５内部は水で満たされており、ロータ１４と左右カバー１１，１２との間のサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２内及び主軸２０と左右カバー１１，１２との隙間部２３，２４も水で満たされている。
【００２８】
そして、このベーン式液圧モータ１は、駆動軸２０の両方の端部を、左右カバー１１，１２からカムケーシング１０の外部、即ちロータ収納室２５の外部に突出させた構成としたので、ロータ１４の左右両側面の水から圧力を受ける面積が互いに等しくなる。これにより、ロータ１４にかかるスラスト方向の荷重が釣合うこととなり、ロータ１４が回転している間、ロータ１４は左右カバー１１，１２の何れとも接触せずに中立位置を保った状態を維持することが可能となる。よって、運転時にロータ１４と左右カバー１１，１２が接触摺動することに伴う圧力損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータ１４と左右カバー１１，１２との摩擦による当該摩擦部位の摩耗や、摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができる。
【００２９】
また、このベーン式液圧モータ１では、駆動軸２０の両端に図示しないベルトコンベア等の動作させる機械を接続することで、駆動軸２０の両端から動力を取り出す構成とした。これにより、１台のベーン式液圧モータ１で、２台の動作させる機械を同時に動かすことが可能となるため、ベーン式液圧モータ１を用いたシステム全体の構成が簡単になり、運転やメンテナンスに要するコスト・手間を削減することができる。また、駆動軸２０の両端に動作させる機械を接続するので、駆動軸２０にかかる力がスラスト方向において均等になり、ロータ１４を左右カバー１１，１２に接触させずにバランスさせて運転することが可能となる。
【００３０】
図４は第１実施形態例の変形例であるベーン式液圧モータの構成例を示す概略断面図である。同図において図３と同一の符号を付した部分はベーン式液圧モータ１と共通する部分であり、その詳細な説明は省略する。このベーン式液圧モータ１−２がベーン式液圧モータ１と異なる点は、駆動軸２０の一方の端部にのみ図示しない動作させる機械を接続するよう構成した点である。即ち、図４において、駆動軸２０の左カバー１１から突出した端部をキャップ３０で覆い、右カバー１２から突出した端部にのみ図示しない動作させる機械を接続して、動力端としたものである。このように構成しても、ロータ１４側面の、水から圧力を受ける部分の面積は左右両側面で互いに等しくなるので、ロータ１４は左右カバー１１，１２に接触せずに回転することが可能となる。
【００３１】
次に、図５は本発明の第２実施形態例に係るベーン式液圧モータの構成例を示す概略断面図である。同図において、図３と同一の符号を付した部分はベーン式液圧モータ１と共通する部分であり、その詳細な説明は省略する。このベーン式液圧モータ１−３がベーン式液圧モータ１と異なる点は、ロータ１４と左右カバー１１，１２との間のサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から軸受部１６，１７を通って、カムケーシング１０に設けた戻り口（低圧ポート）２２へと連通する左右の流路４１，４２を設けた点である。即ち、軸受部１６，１７と戻り口２２との間を結ぶように左右カバー１１，１２及びカムケーシング１０の内部にバイパス管路４１ａ，４２ａを設けたものである。
【００３２】
このベーン式液圧モータ１−３を動作させるには、供給口（高圧側ポート）２１からロータ収納室２５内に水を導入し、ベーン１５に作用させて、ロータ１４を回転させることで、駆動軸２０を回転させて動力を取り出す。このとき供給口２１から導入された水はロータ収納室２５内に満たされるが、この水は戻り口（低圧側ポート）２２から外部に排出されるものと、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２に導入され、そこから軸受部１６，１７を通ってバイパス管路４１ａ，４２ａに導かれるものに分かれる。バイパス管路４１ａ，４２ａに流入した水は戻り口２２へと導かれそこから外部に排出される。
【００３３】
このようにサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２及び軸受部１６，１７と戻り口２２とをバイパス管路４１ａ，４２ａで連通したことにより、ロータ収納室２５内部の圧力が戻り口２２の圧力、即ち大気圧と略等しくなるため、バイパス管路４１ａ、４２ａを設けない場合と比較して、ロータ収納室２５及び駆動軸２０と左右カバー１１，１２との間の隙間部２３，２４内部の圧力を低くすることができる。これにより、シール部材１３，１３のシール内圧を低く抑えることができ、駆動軸２０及びシール部材１３，１３の寿命を長くすることが可能になる。
【００３４】
また、上記流路４１，４２における流路口径、流路長さ、曲がり数や軸受部１６，１７における水の通過断面積を互いに略等しくなるようにし、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から戻り口２２に至るまでの圧力損失を左右流路４１，４２で同一になるようにすることが望ましい。このように左右流路４１，４２の圧力損失を等しくすることで、ロータ１４の両側面に作用する力がほぼ同一になり、ロータ１４が左右カバー１１，１２に対して非接触の状態を保ちながら回転することが可能となる。
【００３５】
ここで、左右流路４１，４２の圧力損失を互いに等しくする手段としては、上記のように流路口径、流路長さ、曲がり数や軸受部１６，１７における水の通過断面積を等しくする手段の他、例えば曲がり部の角度の調整や、絞りによる圧力調整要素を設置・操作する手段等がある。以下、圧力損失を等しくする手段の一例を具体的に説明する。
【００３６】
図６は図５に示すベーン式液圧モータ１−３のサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から軸受部１６，１７及びバイパス管路４１ａ，４２ａを通って戻り口（低圧側ポート）２２へと連通する左右流路４１，４２の各部の圧力を示したものである。この図６において、左側流路４１をＬｌで表し、右側流路４２をＬｒで表している。そして、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２の圧力をＰｌ，Ｐｒとしている。なおここでは、絞り４５，４６を左右流路４１，４２の戻り口（低圧側ポート）２２の直前に設置した。
【００３７】
作動流体のサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２における圧力Ｐｌ，Ｐｒは、それぞれ駆動軸２０と軸受部１６，１７と間の隙間を通過することで圧力損失ΔＰｌｂ，ΔＰｒｂを生じＰｌｂ，Ｐｒｂとなり、さらにその後バイパス管路４１ａ，４２ａを通過することで圧力損失ΔＰｌｒ，ΔＰｒｒを生じＰｌｒ，Ｐｒｒとなる。さらに、絞り４５，４６を通過することで圧力損失ΔＰｌｏ，ΔＰｒｏを生じＰｌｏ，ＰｒｏになりＣ点にて２つの流路４１，４２からの流れが合流し戻り口（低圧側ポート）２２の圧力、即ち大気圧になる。
【００３８】
ここで、サイドクリアランス部Ｓ１の圧力Ｐｌとサイドクリアランス部Ｓ２の圧力Ｐｒを均一にするためには、各サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から戻り口（低圧側ポート）２２までの各区間における圧力損失の総和を左右流路４１，４２で互いに等しくなるようにすればよい。つまり、
（ΔＰｒｂ＋ΔＰｒｒ＋ΔＰｒｏ）＝（ΔＰｌｂ＋ΔＰｌｒ＋ΔＰｌｏ）
となるようにすればよいのである。
【００３９】
具体的な各流路や曲がり部等における圧力損失の操作、及びその操作により得られる圧力損失の結果は以下のようなものが考えられる。即ち、
▲１▼流路の口径を小さくすると、その流路の圧力損失が大きくなる。
▲２▼流路の距離を長くすると、その流路の圧力損失が大きくなる。
▲３▼流路の曲がり部の数を大きくすると、その流路の圧力損失が大きくなる。
▲４▼軸受部の溝の断面積や軸受部と駆動軸とのラジアル方向の隙間を小さくすると、軸受部における圧力損失が大きくなる。
▲５▼絞り部の流路断面積を小さくすると、絞り部での圧力損失が大きくなる。
これらの手段により、各部の圧力損失の操作が可能となる。なお、上記手段と逆の操作を行えば、圧力損失の傾向も逆のものが得られる。
【００４０】
上記各手段を用いて流路の圧力損失を操作することで流路４１，４２の設計を行う具体的な実施例を以下に示す。
〔具体例１〕
設計上の制約から、左側流路４１の流路口径を小さくし、右側流路４２の流路口径を大きくする必要がある場合、圧力損失の操作を行わないとロータ１４にかかる左側側面からのスラスト荷重が右側側面からの荷重よりも大きくなってしまい、ロータ１４は右カバー１２に圧接されてしまう。そこで、予め数値解析により左右流路４１，４２の圧力損失，測定によるサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２の圧力Ｐｌ，Ｐｒのいずれか一方若しくは両方を得ておき、
▲１▼左側の軸受部１６の軸受溝の流路断面積を右側の軸受部１７の軸受溝の流路断面積よりも大きくする。
▲２▼右側流路４２にのみ絞り４６を設置する。若しくは左側流路４１に設置した絞り４５よりも右側流路４２に設置した絞り４６の流路断面積を小さくする。
▲３▼右側流路４２の距離を左側流路４１の距離よりも長くする。
などの操作を適正に行うことで、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から戻り口（低圧側ポート）２２までの各区間における圧力損失の総和を左右流路４１，４２で互いに等しくさせれば、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２の圧力は等しくなり、ロータ１４は左右カバー１１，１２に接触せずに中立位置を保った状態で回転することが可能となる。
【００４１】
〔具体例２〕
設計上の制約から、左側流路４１の距離を短くし、右側流路４２の距離を長くする必要がある場合、圧力損失の操作を行わないとロータ１４にかかる右側側面からのスラスト荷重が左側側面からのスラスト荷重よりも大きくなってしまい、ロータ１４は左カバー１２に圧接されてしまう。そこで、予め数値解析により左右流路４１，４２の圧力損失、測定によるサイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２の圧力Ｐｌ，Ｐｒのいずれか一方若しくは両方を得ておき、
▲１▼右側の軸受部１７の軸受溝の流路断面積を左側の軸受部１６の流路断面積よりも大きくする。
▲２▼左側流路４１にのみ絞り４５を設置する。若しくは右側流路４２に設置した絞り４６よりも左側流路４１に設置した絞り４５の流路断面積を小さくする。
▲３▼右側流路４２の口径を左側流路４１の口径よりも小さくする。
などの操作を適正に行うことで、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２から戻り口（低圧側ポート）２２までの各区間における圧力損失の総和を左右流路４１，４２で互いに等しくさせれば、サイドクリアランス部Ｓ１，Ｓ２の圧力は等しくなり、ロータ１４は左右カバー１１，１２に接触せずに中立位置を保った状態で回転することが可能となる。
【００４２】
次に、図７は第２実施形態例の変形例であるベーン式液圧モータ１−４を示す図である。同図において図５と同一の符号を付した部分はベーン式液圧モータ１−３と共通する部分であり、その詳細な説明は省略する。このベーン式液圧モータ１−４がベーン式液圧モータ１−３と異なる点は、駆動軸２０の一方の端部にのみ図示しない動作させる機械を接続するよう構成した点である。即ち、図７において、駆動軸２０の左カバー１１から突出した端部をキャップ３１で覆い、右カバー１２から突出した端部にのみ図示しない動作させる機械を接続して、動力端としたものである。このように構成しても、ロータ１４側面の、水から圧力を受ける部分の面積は左右両側面で互いに等しくなるので、ロータ１４は左右カバー１１，１２に接触せずに回転することが可能となる。
【００４３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００４４】
例えば、上記実施の形態例ではベーン式回転機械をベーン式液圧モータとして構成した場合を説明したが、本願発明はベーン式液圧モータに限定されるのではなく、ベーン式回転機械一般に適用が可能であり、主軸を動力の出力端又は入力端とするものであればよい。なお上記実施形態例のベーン式液圧機械をベーン式液圧ポンプとして構成する場合には、各実施形態例において、戻り口２２を高圧側ポートとし、供給口２１を低圧側ポートとして構成すればよい。
【００４５】
また、第２実施形態例において、左右流路４１，４２の圧力損失の総和を互いに等しくする手段は、上記のものに限定されるのではなく、圧力損失を等しくすることができるものであればどのような手段であっても、本願発明の技術的範囲に含まれるのである。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００４７】
請求項１に記載の発明によれば、ロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動するから、ロータとカバーが接触摺動することに伴う摩擦損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータとカバーの摩擦による当該摩擦部位の摩耗や摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができるベーン式回転機械を提供できる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動するから、ロータとカバーが接触摺動することに伴う摩擦損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータとカバーの摩擦による当該摩擦部位の摩耗や摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができるベーン式回転機械を提供できる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、ロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端としたことにより、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いても、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動するから、ロータとカバーが接触摺動することに伴う摩擦損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータとカバーの摩擦による当該摩擦部位の摩耗や摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができるベーン式回転機械を提供できる。
【００５０】
請求項４に記載の発明によれば、ロータの主軸両端を左右カバーを貫通させ、且つ該主軸両端を動力の出力端又は入力端とし、ロータ両側面と左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から軸受部を通して前記入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことにより、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動すから、ロータとカバーが接触摺動することに伴う摩擦損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータとカバーの摩擦による当該摩擦部位の摩耗や摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができるベーン式回転機械を提供できる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、ロータの主軸両端を前記左右カバーを貫通させ、且つ大気中に突出させるとともに、ロータ両側面と左右カバーとで形成するサイドクリアランス部から軸受部を通して入口及び出口の何れか圧力の低い方に連通する作動流体流路を設けたことにより、作動流体として水又は粘度が水と同程度か又はそれ以下の流体を用いても、ロータはカムケーシング内でスラスト方向にバランスし、ロータが左右両カバーに非接触で回転運動するから、ロータとカバーが接触摺動することに伴う摩擦損失の増大や機械効率の低下などを防止できると共に、ロータとカバーの摩擦による当該摩擦部位の摩耗や摩擦粉の発生による機械の機能停止や部品破損などの発生を防ぐことができるベーン式回転機械を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のベーン式液圧モータ１００の概略断面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
【図２】従来のベーン式液圧モータ１００におけるロータ１１１の左右両側面を示す図であり、同図（ａ）はロータ１１１の左側面図、同図（ｂ）はロータ１１１の右側面図である。
【図３】本発明にかかるベーン式回転機械の実施形態例であるベーン式液圧ポンプ１の概略断面図である。
【図４】本発明にかかるベーン式回転機械の実施形態例であるベーン式液圧ポンプ１−２の概略断面図である。
【図５】本発明にかかるベーン式回転機械の実施形態例であるベーン式液圧ポンプ１−３の概略断面図である。
【図６】左右流路４１，４２の圧力関係図である。
【図７】本発明にかかるベーン式回転機械の実施形態例であるベーン式液圧ポンプ１−４の概略断面図である。
【符号の説明】
１            ベーン式液圧モータ
１−２        ベーン式液圧モータ
１−３        ベーン式液圧モータ
１−４        ベーン式液圧モータ
１０          カムケーシング
１１          左カバー
１２          右カバー
１３          シール部材
１４          ロータ
１５          ベーン
１６，１７    軸受部
２０          主軸（駆動軸）
２１          供給口（高圧側ポート）
２２          戻り口（低圧側ポート）
２３，２４    隙間部
２５          ロータ収納室
３０          キャップ
３１          キャップ
４１          左側流路
４２          右側流路
４１ａ，４２ａ  バイパス管路
４５，４６      絞り
Ｓ１，Ｓ２      サイドクリアランス部
【図１】
2004316612.tif 000003
【図２】
2004316612.tif 000004
【図３】
2004316612.tif 000005
【図４】
2004316612.tif 000006
【図５】
2004316612.tif 000007
【図６】
2004316612.tif 000008
【図７】
2004316612.tif 000009