(57)【要約】【課題】シリンダブロックを固定された非回転状態とし、その外側に配設されたカムリングが回転するピストンモータと、このピストンモータの少ない部品を交換するだけで、内側のシリンダブロックが回転するピストンモータとを提供する。【解決手段】シリンダブロック７と、カムリング５５と、シリンダブロック７に形成されたシリンダ８、１０と、ピストン９、１１と、作動油を分配供給する分配弁１５とを備え、シリンダブロック７又はカムリング５５の一方に対して他方が回転するように構成されたピストンモータ１において、外部の油供給系と分配弁１５との間に分配弁１５と相対回転自在に、且つ、外部の油供給糸と分配弁１５の油供給孔１６ａとに連通する油供給ポート４１を有する油供給部材４０を設け、この油供給部材４０を非回転状態に固定し、これに対して分配弁１５を相対回転させて、カムリング５５を回転させるようにしたピストンモータ１である。【選択図】  図１
2004176580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックと、
内周側にカム面が形成され、前記シリンダブロックの外周面を囲んだ状態に配設されたカムリングと、
前記シリンダブロックに、その中心軸を中心として径方向の外側に延びて外周面に開口するように形成された複数のシリンダと、
前記カム面に対して進退自在に前記シリンダに収容されたピストンと、
前記シリンダブロックに対して相対回転自在に配設され、前記複数のシリンダのうちの前記カム面に向い上昇行程にある各ピストンに対応する各シリンダに、外部の油供給系から供給される作動油を分配供給する分配弁とを備え、
前記上昇行程にある各ピストンが前記カム面を押圧することにより、前記シリンダブロック又は前記カムリングの一方に対して他方が回転するように構成されたピストンモータにおいて、
前記外部の油供給系と前記分配弁との間に前記分配弁と相対回転自在に、且つ、前記外部の油供給系と前記分配弁の油供給孔とに連通する油供給ポートを有する油供給部材を設け、
前記油供給部材を非回転状態に固定し、この油供給部材に対して前記分配弁を相対回転させて、前記カムリングを回転させるようにしたことを特徴とするピストンモータ。
【請求項２】
前記油供給部材に代えて、前記外部の油供給系と前記分配弁との間に、前記分配弁に固定される他の油供給部材を設け、
前記他の油供給部材及び前記分配弁を非回転状態に固定し、この分配弁に対して前記シリンダブロックを回転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のピストンモータ。
【請求項３】
前記油供給部材と前記分配弁との間に、
油供給迂回通路を有する油供給迂回通路部材を設け、
前記油供給迂回通路を介して、前記油供給部材の前記油供給ポートと前記分配弁の前記油供給孔とを連通させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンモータに関するものであり、詳しくは出力軸に対して垂直方向にピストンが配列したピストンモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、出力軸に対して垂直方向に、つまり、ラジアル方向にピストンが配列したピストンモータは、高トルク型のモータとして知られており、建設機械等の駆動装置として広く使用されている。このようなピストンモータは、ラジアルピストンモータ、多行程ラジアルピストンモータと呼ばれたり、単に油圧モータと呼ばれたり、又は、カムリングを有するのでカムモータ、さらに、シリンダブロックに中空部を有する場合には中空モータ、と様々な呼称で呼ばれたりしているが、本明細書では、総括して「ピストンモータ」と記載する。
【０００３】
このピストンモータに関する先行技術として、出力軸が固定されたシリンダブロックに対して、分配弁を非回転状態に固定し、この分配弁から作動油（以下、「油」と略称する）をシリンダブロックに供給することにより、分配弁に対してシリンダブロックが回転する、いわゆるシャフト駆動型のピストンモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１４１２０９号公報（第４−７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリンダブロックを非回転状態に固定して、このシリンダブロックの外側に配設されたカムリング、すなわち、ピストンモータの外側が回転する外周駆動型のピストンモータが必要とされることがある。しかし、従来は、そのような技術が開示されておらず不可能であり、もちろん、場合に応じて適宜、外周駆動型、シャフト駆動型に切り換え可能であるピストンモータについても知られていない。
【０００６】
そこで、本発明は、シリンダブロックを固定された非回転状態とし、その外側に配設されたカムリングが回転するピストンモータを提供することを目的とする。また、このカムリングが回転するピストンモータについて、少ない部品を交換するだけで、内側のシリンダブロックが回転するピストンモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として請求項１に係る発明は、シリンダブロックと、内周側にカム面が形成され、前記シリンダブロックの外周面を囲んだ状態に配設されたカムリングと、前記シリンダブロックに、その中心軸を中心として径方向の外側に延びて外周面に開口するように形成された複数のシリンダと、前記カム面に対して進退自在に前記シリンダに収容されたピストンと、前記シリンダブロックに対して相対回転自在に配設され、前記複数のシリンダのうちの前記カム面に向い上昇行程にある各ピストンに対応する各シリンダに、外部の油供給系から供給される作動油を分配供給する分配弁とを備え、前記上昇行程にある各ピストンが前記カム面を押圧することにより、前記シリンダブロック又は前記カムリングの一方に対して他方が回転するように構成されたピストンモータにおいて、前記外部の油供給系と前記分配弁との間に前記分配弁と相対回転自在に、且つ、前記外部の油供給系と前記分配弁の油供給孔とに連通する油供給ポートを有する油供給部材を設け、前記油供給部材を非回転状態に固定し、この油供給部材に対して前記分配弁を相対回転させて、前記カムリングを回転させるようにしたことを特徴とするピストンモータである。
【０００８】
このようなピストンモータによれば、油は、ピストンモータの外部の油供給系から、油供給部材の油供給ポートを経由して、分配弁の油供給孔に供給される。この油供給部材は、外部の油供給系と分配弁との間に設けられ、且つ、分配弁と相対回転自在であり、且つ、非回転状態に固定されているので、油を供給すると、分配弁は油供給部材とシリンダブロックに対して回転すると共に、シリンダブロックの上昇行程にあるピストンが収容されたシリンダに油を供給する。そして、そのピストンが伸長すると共にカム面を押圧することにより、カムリングが回転することにより、ピストンモータの外側が回転可能となる。
【０００９】
したがって、請求項１に係るピストンモータにおいては、互いに相対回転する油供給部材及び分配弁の少なくとも一方に、相対回転しても油供給ポートと油供給孔が好適に連通するように、周方向に環状の環状油供給ポートを有していることが好ましい。
また、分配弁から、ピストンモータの外部の油排出系までの排出経路においても、分配弁と相対回転し、油排出ポートを有する油排出部材が設けられていることが好ましい。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記油供給部材に代えて、前記外部の油供給系と前記分配弁との間に、前記分配弁に固定される他の油供給部材を設け、前記他の油供給部材及び前記分配弁を非回転状態に固定し、この分配弁に対して前記シリンダブロックを回転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のピストンモータである。
【００１１】
このようなピストンモータによれば、他の油供給部材と分配弁とを非回転状態に固定して、シリンダブロックに油を供給することにより、この分配弁に対して内側のシリンダブロックを回転させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記油供給部材と前記分配弁との間に、油供給迂回通路を有する油供給迂回通路部材を設け、前記油供給迂回通路を介して、前記油供給部材の前記供給ポートと前記分配弁の前記油供給孔とを連通させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストンモータである。
【００１３】
このようなピストンモータによれば、油供給迂回通路部材を備えていることにより、油供給部材の油供給ポートと分配弁の油供給孔が離間していても、油供給ポートと油供給孔とを好適に連通させることができる。
また、この油供給迂回通路部材が、請求項１に記載のピストンモータに取付けられる場合には、油供給部材と、分配弁が相対回転自在であれば、どのように配置されてもよい。すなわち、油供給迂回通路部材は、油供給部材、または、分配弁のどちらに固定されてもよいし、両者から独立して設けられていてもよい。
【００１４】
また、一般的にピストンモータを高出力、高トルクとするためには、シリンダ数、カム数等が増加される。この増加に伴って、分配弁が大きくなるが、このように油供給迂回通路部材を備えることにより、この油供給迂回通路部材の大きさ、形状を分配弁に対応して適宜変更することにより、油供給部材の油供給ポートと分配弁の油供給孔とを好適に連通させることができる。
【００１５】
さらに、従来のシリンダブロックが回転するピストンモータの外側には、非回転状態に固定された分配弁に連通する、油供給孔、油排出孔が設けられている。この従来のピストンモータに、油供給部材を設け、そして、分配弁の油供給孔と油供給部材の油供給ポートとを連通させるように油供給迂回通路部材を設けることにより、請求項３に係るピストンモータを容易に作製することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
また、第１実施形態に係るピストンモータは、内側のシャフトが固定支持されて外側のケースが回転する外周駆動型のピストンモータであり、地盤改良を行う掘削機械に取り付けられるものであるが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００１７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るピストンモータについて、図１から図６を適宜参照して説明する。参照する図面において、図１は、第１実施形態に係るピストンモータの断面図である。図２は、第１実施形態に係るピストンモータの一部を分解して示した斜視図である。図３は、第１実施形態に係るピストンモータの要部を示した斜視図である。第１実施形態に係るピストンモータの変形例を示した断面図である。図５は、図４に示すピストンモータの要部を分解して示した斜視図である。図６は第１実施形態に係るピストンモータを備えた掘削機械の一部の断面図である。
なお、図１は第１実施形態に係るピストンモータ１を周方向に部分的に変位して示した断面図である。
【００１８】
第１実施形態に係るピストンモータ１は、図１に示すように、回転軸Ｘ線上のシャフト４０とこれに固定されたシリンダブロック７を含んでなる内側の固定部５と、シリンダブロック７の外周面を囲んだ状態で配設されたカムリング５５を含んでなる外側の回転部５０とを備えて構成されている。
ピストンモータ１は、図６に示すように、地盤を掘削する掘削機械１００の鉛直方向の中間高さに備え付けられるものであり、固定部５は、鉛直方向上下に伸びた固定軸１０１、１０１により支持されている。
【００１９】
固定部５と回転部５０との間には、フロントラジアルベアリング８１、フロントスラストベアリング８２、リアラジアルベアリング８９、リアスラストベアリング８８等が設けられており、回転部５０は固定部５に回転自在に支持されている。そして、シリンダブロック７に収容された第１段ピストン９、９…、第２段ピストン１１、１１…がカムリング５５のカム面５６を押圧することによりピストンモータ１の外側の回転部５０が回転する外周駆動型（「アウター駆動モータ」と呼ばれることもある）のピストンモータ１として構成されている。
また、固定部５と回転部５０との摺動部には、フロントラジアルベアリング８１等の他に、ラジアルベアリング８３、８４、８６と、スラストベアリング８５を備え、さらに、フロントダストシール９１、９１、９１とリアダストシール９２、９２、９２が設けられており、ピストンモータ１の内部が泥水、水、埃、塵等から保護されるようになっている。
ここで、説明の都合上、図１におけるシャフト４０の右側をピストンモータ１のフロント側、左側をリア側とし、シャフト４０の長手方向を軸方向（または、回転軸Ｘ方向）とする。また、ピストンモータ１の半径方向を径方向、円周方向を周方向とする。
【００２０】
（固定部）
固定部５は、ピストンモータ１の回転軸Ｘ線上を貫通したシャフト４０と、このシャフト４０の軸方向の略中間に固定された略円柱状のシリンダブロック７とを主要部として構成されている。
シリンダブロック７のフロント側には順に、後記する第１油給排迂回通路部材２５の間隔を隔てて、内側フロントベアリング・シールホルダ３３が設けられている。シリンダブロック７のリア側には、内側リアベアリング・シールホルダ３４が設けられている。固定部５を構成するこれらの部材は、スプライン等により、シャフト４０に一体的に固定されており、各部材の嵌合面には、適宜、Ｏリング、パッキン等のシール部材（図示しない）が設けられており、ピストンモータ１の内部が保護されるようになっている。このように固定部５を複数の部材から構成することにより、各部材の設計・加工・成型が容易となるだけでなく、ピストンモータ１の組み立て、修理、破損時の部分的な取扱いも容易となっている。後記する回転部５０についても同様である。
【００２１】
シリンダブロック７には、１４個のフロント側の第１段シリンダ８、８…と、１４個のリア側の第２段シリンダ１０、１０、…とが、それぞれ周方向において等間隔で形成されており、各第１段シリンダ８には、第１段ピストン９（合計１４個）がそれぞれ収容されており、その径方向外側に第１段ローラ１２、１２…がそれぞれ設けられている。同様に、各第２段シリンダ１０には、第２段ピストン１１（合計１４個）がそれぞれ収容されており、その径方向外側には、第２段ローラ１３、１３…がそれぞれ設けられている。
また、第１段シリンダ８、８…と第２段シリンダ１０、１０…とは、周方向に位相がずれており、ピストンモータ１の稼動中に、第１段ピストン９、９…と第２段ピストン１１、１１…とが受ける脈動を相殺（キャンセル）できるようになっている。
【００２２】
各第１段シリンダ８と各第２段シリンダ１０には、回転軸Ｘ方向において、シリンダブロック７のフロント側から、第１段シリンダ油給排ポート８ａと第２段シリンダ油給排ポート１０ａとがそれぞれ形成されている。そして、シリンダブロック７のフロント側において、第１段シリンダ油給排ポート８ａと第２段シリンダ油給排ポート１０ａとは、図２に示すように、同一円周上で交互に開口するように配列されている。
なお、「第１段シリンダ８、８…」、「第２段シリンダ１０、１０…」とは、シリンダブロック７において、同一の周方向、つまり、同一高さに形成されたシリンダを「同一段」とみなし、説明の都合上、フロント側から「第１段」、「第２段」と称呼することにする。第１段ピストン９、９…、第２段ピストン１１、１１…、第１段ローラ１２、１２…、第２段ローラ１３、１３…についても、同様である。
【００２３】
シャフト４０は、肉厚の円筒体であり、ピストンモータ１の回転軸Ｘ線が中心に位置するように設けられている。
シャフト４０（油供給部材）の周壁には、軸方向に油供給ポート４１と、油排出ポート４２と、ドレン４５が形成されている。油供給ポート４１には、シャフト４０の外周面から径方向に連通孔４３が形成されており（図２参照）、後記する第１油給排迂回通路部材２５の環状油供給ポート２６ａに連通するようになっている（図３参照）。同様に、油排出ポート４２には、連通孔４４が形成されており（図２参照）、第１油給排迂回通路部材２５の環状油排出ポート２７ａに連通するようになっている。
【００２４】
油供給ポート４１、油排出ポート４２は、ピストンモータ１の外部の、油圧ポンプ、油圧の高圧・低圧回路を切り換える外部切換弁、油タンク、パイロット弁、リリーフ弁等からなる油供給系・油排出系（ともに図示しない）と接続している。そして、供給側では、油が、油供給系（図示しない）から油供給ポート４１を経由してシリンダブロック７に供給され、排出側では、油が、シリンダブロック７から油排出ポート４２を経由して油排出系（図示しない）に、排出されるようになっている。
【００２５】
また、シャフト４０の周壁には、油供給ポート４１と油排出ポート４２の他に、回転軸Ｘ方向にフロント側とリア側を貫通する貫通孔が形成されており、図６に示す掘削機械１００を構成する場合に、回転軸Ｘと同軸で別の高さ位置に設けたピストンモータ２の油供給ポート、油排出ポート、また、掘削機械１００下端部からエアを噴き出すためのエア供給孔等として利用することができるようになっている。
さらに、シャフト４０の中空部４０ａは、後記するように掘削機械１００に取り付けた際に、固化材を地上側からビット１０２側に供給できるようになっている。
【００２６】
（回転部）
回転部５０は、内周面にカム面５６が形成されたリング状のカムリング５５を主要部として構成されている。また、カム面５６には、凹部と凸部とを１組で１カムとすると、周方向に８カム形成されている。
カムリング５５のフロント側には順に、分配弁１５と、第２油給排迂回通路部材２１（図２参照）と、第３油給排迂回通路部材２２と、第１油給排迂回通路部材２５と、外側フロントベアリングホルダ２９と、外側フロントシールホルダ３０とが設けられている。カムリング５５のリア側には順に、外側リアベアリングホルダ３１と、外側リアシールホルダ３２とが設けられている。
また、回転部５０を構成する各部材は、固定部５と同様に、ボルト、ピン等により、カムリング５５に一体的に固定されており、適宜、Ｏリング等のシール部材（図示しない）が設けられている。
【００２７】
そして、回転部５０の外周面を覆うように、カバー６１とフロントエンドカバー６２とが設られ、ピストンモータ１は保護されており、図６に示すように掘削機械１００の駆動源として地中、つまり泥水中で使用したり、その他に例えば、海等の水中で使用可能となっている。
【００２８】
分配弁１５は、図３に示すように、シリンダブロック７に対して相対回転しながら、上昇行程にあるピストンが収容されたシリンダに油を選択的に供給し、下降工程にあるピストンが収容されたシリンダから油を排出するためものであり、分配弁油供給ポート１６と、分配弁油排出ポート１７とが形成されている。
分配弁油供給ポート１６は、分配弁油供給孔１６ａと、環状の分配弁環状油供給ポート１６ｂと、カムリング５６のカム数（８カム）に対応した分配弁シリンダ側油供給ポート１６ｃ（周方向に８個）とから構成されている。
分配弁油排出ポート１７は、分配弁油排出孔１７ａと、環状の分配弁環状油排出ポート１７ｂと、カムリング５６のカム数に対応した分配弁シリンダ側油排出ポート１７ｃ（周方向に８個）とから構成されている。
分配弁油供給孔１６ａと分配弁油排出孔１７ａは、分配弁１５のフロント側頭部に開口するように設けられており、後記する第２油給排迂回通路部材２１の第２油給排迂回通路２１ａと、第３油給排迂回通路部材２２の第３油給排迂回通路２２ａと、それぞれ連通するようになっている。
分配弁シリンダ側供給ポート１６ｃと分配弁シリンダ側排出ポート１７ｃとは、前記した第１段シリンダ油給排ポート８ａと第２段シリンダ油給排ポート１０ａとに、付勢部材１９に形成された連通孔を介して、分配弁１５の回転に伴って切り換わって連通するようになっている。
付勢部材１９は、リング状であり、この付勢部材１９と分配弁１５との間に介装されたコイルバネ２０により、付勢部材１９はシリンダブロック７に付勢されており、前記したように、分配弁１５の回転により分配弁シリンダ側供給ポート１６ｃと分配弁シリンダ側排出ポート１７ｃとが、切り換わっても油が漏れにくくなっている。
【００２９】
（油給排迂回通路部材）
第１油給排迂回通路部材２５と、第２油給排迂回通路部材２１と、第３油給排迂回通路部材２２とは、前記固定支持されたシャフト４０の連通孔４３と分配弁１５の分配弁油供給孔１６ａとを連通させ、シャフト４０の連通孔４４と分配弁１５の分配弁油排出孔１７ａとを連通させるためのものである。
【００３０】
第１油給排迂回通路部材２５は、図３に示すように、肉厚の略円筒体であり、その内周面にシャフト４０が摺動、且つ、回転自在に挿通されている。そして、第２油給排迂回通路部材２１は、第１油給排迂回通路部材２５のリア側に突出して設けられた細長の部材であり、その一端部は、第１油給排迂回通路部材２５に固定され、他端部は分配弁１５に固定されている。同様に、第２油給排迂回通路部材２１と並設している第３油給排迂回通路部材２２は、第１油給排迂回通路部材２５と分配弁１５とに固定されている。したがって、シャフト４０に対して、第１油給排迂回通路部材２５と第２油給排迂回通路部材２１と第３油給排迂回通路部材２２と分配弁１５は、一体的に回転自在となっている。
【００３１】
第１油給排迂回通路部材２５の内周面には、周方向に溝状、すなわち、回転軸Ｘに対して垂直に、環状の環状油供給ポート２６ａが形成されており、この環状油供給ポート２６ａは連通孔４３と連通している。また、この環状油供給ポート２６ａと回転軸Ｘ方向において段違いで、環状油排出ポート２７ａが形成されており、連通孔４４と連通している。
【００３２】
環状油供給ポート２６ａは、第１油給排迂回通路部材２５内部に形成された第１油供給迂回通路２６ｂと、第２油給排迂回通路部材２１の内部に形成された第２油給排迂回通路２１ａとを経由して、前記した分配弁１５の分配弁油供給孔１６ａと連通している（図３参照）。
環状油排出ポート２７ａは、第１油給排迂回通路部材２５内部に形成された第１油排出迂回通路２７ｂと、第３油給排迂回通路部材２２の内部に形成された第３油給排迂回通路２２ａとを経由して、前記した分配弁１５の分配弁油排出孔１７ａと連通している（図３参照）。
【００３３】
したがって、ピストンモータ１の稼動に伴って、分配弁１５が回転しても、環状、且つ溝状の環状油供給ポート２６ａが形成されているので、シャフト４０の油供給ポート４１は分配弁１５の分配弁油供給孔１６ａと連通するようになっている。
一方、油排出ポート４２は、分配弁１５の分配弁油排出孔１７ａと連通するようになっている。
ここで、第１実施形態においては、第１油給排迂回通路部材２５と、第２油給排迂回通路部材２１とが、油供給迂回通路部材に相当する。
なお、前記した外部の油供給系・排出系（図示しない）の油圧の高圧・低圧回路を切り換える外部切換弁を切り換えることにより、このような油の供給・排出経路を切り換えて使用することもできる。
【００３４】
また、例えば、ピストンモータ１を高出力、高トルクとするために、１段当りのシリンダを増設したり、また、カムリング５６のカム数を増加させたりして、分配弁１５の大きさが変わっても、第１油給排迂回通路部材２５を径方向に大きくしたり、第２油給排迂回通路部材２１及び第３油給排迂回通路部材２２を回転軸Ｘ方向に長くしたりして、容易に、油供給ポート４１と分配弁油供給孔１６ａ、油排出ポート４２と分配弁油排出孔１７ａとをそれぞれ連通させて、油の供給、排出をすることができる。
【００３５】
また、第１実施形態では第１油給排迂回通路部材２５が、固定されたシャフト４０に対して摺動自在に相対回転することにより、カムリング５５が回転する外周駆動型のピストンモータ１としたが、図４、図５に示すように、油供給ポート６６ａと油排出ポート６６ｂとが形成された外側フロントベアリングホルダ６６（他の油供給部材）と、油供給ポート６５ａと油排出ポート６５ｂとが形成された外側フロントシールホルダ６５（他の油供給部材）とを、第２給排迂回通路部材２１、第３油給排迂回通路部材２２のフロント側に一体的に設け、外側フロントシールホルダ６５を適宜な手段で非回転状態に固定支持することにより、内側のシャフト４７が回転するシャフト駆動型のピストンモータ２に変更することが可能である。
【００３６】
すなわち、ピストンモータ２は、図４に示すように、フロント側から外側フロントシールホルダ６５、外側フロントベアリングホルダ６６、第２油給排迂回通路部材２１、第３油給排迂回通路部材２２（図５参照）、分配弁１５、カムリング３１、外側リアベアリングホルダ３１、外側リアシールホルダ３２、カバー６１、フロントエンドカバー６２を備えてなる外側の固定部６が非回転状態に固定支持され、その内側のシャフト４７、内側フロントベアリングホルダ６７、シリンダブロック７、内側リアベアリング・シールホルダ３４を備えてなる回転部５１が回転するピストンモータ２である。
【００３７】
油供給ポート６５ａと油供給ポート６６ａは連通しており、また油供給ポート６５ａは外部の油供給系（図示しない）と、油供給ポート６６ａは第２油給排迂回通路２１ａとそれぞれ連通している。
油排出ポート６５ｂと油排出ポート６６ｂは連通しており、油排出ポート６５ｂは外部の油排出系（図示しない）と、油排出ポート６６ｂは第３油給排迂回通路２２ａと連通している。
したがって、外部の油供給系・油排出系（図示しない）から、好適に分配弁１５に対して油を供給・排出できるようになっている。
【００３８】
このように第１実施形態に係るピストンモータ１は、第１油給排迂回通路部材２５から、外側フロントシールホルダ６５と外側フロントベアリングホルダ６６とへ、部分的に部材を取り換え、付随する他の部材についても若干の変更をすることにより、外側が回転する外周駆動型のピストンモータ１から、内側のシャフト４７が駆動するシャフト駆動型のピストンモータ２に容易に変えることが可能である。
【００３９】
（ピストンモータ１、２を備えた掘削機械）
ここで、外側が回転する上側のピストンモータ１と、内側が回転する下側のピストンモータ２を備えた掘削機械１００について、図６を参照して説明する。
【００４０】
掘削機械１００は、外周が回転駆動するピストンモータ１を中間高さに、シャフトが駆動するピストンモータ２を下端に備えて構成されている。掘削機械１００の上端部には、固定ロッド１０７を備えており、この固定ロッド１０７はベースマシン（図示しない）で昇降自在に支持されており、掘削時には掘削機械１００を下降し、掘削後の抜き取り時には掘削機械１００を上昇できるようになっている。
【００４１】
上部のピストンモータ１のシャフト４０には、鉛直上下方向に固定軸１０１、１０１が連結され、その上端は固定ロッド１０７の下端部に固定されており、これによりピストンモータ１は支持されている。鉛直下側の固定軸１０１の下端部にはフランジ部が形成されており、このフランジ部は下部のピストンモータ２の外側の固定部６と結合しており、これによりピストンモータ２は支持されている。
固定軸１０１、１０１、固定ロッド１０７は、何れも中空部を有する略円筒体であり、この中空部と、ピストンモータ１の中空部４０ａ、ピストンモータ２の中空部４７ａを経由して、ピストンモータ２のシャフト４７の下端に設けられたビット１０２から、固化材を吐出できるようになっている。
【００４２】
また、固定軸１０１の周壁には、前記したシャフト４０と同様、軸方向に複数の貫通孔が形成されており、ピストンモータ１とピストンモータ２の油供給ポート、油排出ポートとして独立して使用されている。したがって、ピストンモータ１とピストンモータ２とは独立して稼動できるようになっている。また、この他の貫通孔は、ドレン、掘削機械１００の下端部からエアを噴き出すためのエア供給通路、各種計測機器の配線を行う配線通路等として使用できるようになっている。
【００４３】
ピストンモータ１の回転部５０の鉛直方向上下には、略円筒状の回転軸１０３、１０４が連結されており、ピストンモータ１が稼動すると、回転部５０と一体的に回転するようになっている。また、回転軸１０３、１０４と、ピストンモータ１の回転部５０の周面には、掘削土を撹拌する撹拌翼１０５が設けられている。
したがって、ピストンモータ１が稼動して回転部５０が回転すると、この回転部５０と回転軸１０３、１０４と撹拌翼１０５とが一体的に回転し、掘削土を好適に撹拌することができる。
【００４４】
（作用）
続いて、第１実施形態に係るピストンモータ１の作用について説明する。
第１実施形態に係るピストンモータ１を、図６に示すように、シャフト４０に固定軸１０１を連結して固定する。
シャフト４０の油供給ポート４１を油圧ポンプ等からなる油供給系（図示しない）に、油排出ポート４２を油タンク等からなる油排出系（図示しない）に接続する。
【００４５】
それから、油供給ポート４１と、第１油給排迂回通路部材２５の環状油供給ポート２６ａ、第１油供給迂回通路２６ｂ、環状油排出ポート２７ａ、第１油排出迂回通路２７ｂと、第２油給排迂回通路部材２１の第２油給排迂回通路２１ａと、第３油給排迂回通路部材２２内の第３油給排迂回通路２２ａと、分配弁１５内の分配弁供給ポート１６と、分配弁油排出ポート１７と、各第１段シリンダ８と、各第１段シリンダポート８ａと、各第２段シリンダ１０と、第２段シリンダポート１０ａとに油を満たす。
【００４６】
このような状態で、外部の油供給系（図示しない）から、油供給ポート４１に圧油か供給されると、環状油供給ポート２６ａ、第１油供給迂回通路２６ｂ、第２油給排迂回通路２１ａを経由して、分配弁１５の分配弁油供給孔１６ａに油が供給されて、そして、上昇行程にある第１段ピストン９、第２段ピストン１１が収容された、第１段シリンダ８、第２段シリンダ１０に、圧油が供給されると共に、第１段ピストン９、第２段ピストン１１は、径方向外側に伸長し、第１段ローラ１２、第２段ローラ１３を介して、カム面５６押圧し、カムリング５５が回転し、ピストンモータ１は稼動する。
一方、下降工程にある第１ピストン９、第２段ピストン１１が収容された、第１段シリンダ８、第２段シリンダ１０から、分配弁排出孔１７ａ、第３油給排迂回通路２２ａ、第１油排出迂回通路２７ｂ、油給排環状ポート２７ａ、油排出ポート４２を経由して、外部の油排出系（図示しない）に油が排出される。
【００４７】
このようにピストンモータ１が稼動すると、すなわち、カムリング５５が回転すると、分配弁１５、第１油給排迂回通路部材２５、第２油給排迂回部材２１、第３油給排迂回部材２２とは、カムリング５５と一体的に回転する。つまり、第１油給排迂回通路部材２５は、固定されたシャフト４０に対して摺動しながら回転する。このように、第１油給排迂回通路部材２５が回転しても、環状油供給ポート２６ａ、環状油排出ポート２７ａが形成されているので、環状油供給ポート２６ａはシャフト４０の連通孔４３を介して油供給ポート４１と連通し、環状油排出ポート２７ａは連通孔４４を介して油供給ポート４２と連通するようになっている。
【００４８】
したがって、ピストンモータ１が稼動しても、分配弁１５は外部の油供給系（図示しない）、油排出系（図示しない）と連通しており、カム面５６に形成された凹部凸部に応じて、油が供給、排出されるので、ピストンモータ１は連続的に回転し稼動する。
【００４９】
（変形例）
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような、適宜変更が可能である。
【００５０】
前記した第１実施形態に係るピストンモータ１は、掘削機械１００に取り付けられるものとしたが、その他に例えば、建設機械のクローラの駆動源、振動ローラ等の締固め機械の振動モータ等に、適宜利用してよい。
【００５１】
前記した第１実施形態では、分配弁１５とシャフト４０との間に、第１油給排迂回通路部材２５、第２油給排迂回通路部材２１、第３油給排迂通路回部材２２を設けたが、その他に例えば、図７に示すように、第１油給排迂回通路部材２５と第２油給排迂回通路部材２１と第３油給排迂回通路部材２２とを使用せずに、シャフト４０の油供給ポート４１が分配弁環状油供給ポート１６ｂに、油排出ポート４２が分配弁環状油排出ポート１７ｂに、それぞれ直接的に接続可能となるような分配弁１８を使用してピストンモータ１を構成してもよい。
分配弁１８は、肉厚の円筒体であり、その内周面にシャフト４０が摺動自在に挿通されている。そして、分配弁１８の内周面には、環状且つ溝状の環状油供給ポート１６ｄ、環状油排出ポート１７ｄが、回転軸Ｘ方向において段違いで、形成されている。環状油供給ポート１６ｄは、油供給ポート１６ｅを経由して分配弁環状油供給ポート１６ｂと連通している。同様に、環状油排出ポート１７ｄは、油排出ポート１７ｅを経由して分配弁環状油排出ポート１７ｂと連通している。
このような分配弁１８によれば、前記した第１油給排迂回部材２５、第２油給排部材２１及び第３油給排部材２２が、不要であるので、回転軸Ｘ方向においてピストンモータ１を小さくすることができる。
なお、分配弁１８においては、環状油供給ポート１６ｄが「分配弁の油供給孔」に相当する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダブロックを固定された非回転状態とし、その外側に配設されたカムリングが回転するピストンモータを提供することができる。また、このカムリングが回転するピストンモータについて、少ない部品を交換するだけで、内側のシリンダブロックが回転するピストンモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るピストンモータの断面図である。
【図２】第１実施形態に係るピストンモータの一部を分解して示した斜視図である。
【図３】図１に示す第１実施形態に係るピストンモータの要部を示した斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るピストンモータの変形例を示した断面図である。
【図５】図４に示すピストンモータの要部を分解して示した斜視図である。
【図６】図１に示す第１実施形態に係るピストンモータを備えた掘削機械の一部の断面図である。
【図７】第１実施形態に係るピストンモータの変形例を示した断面図である。
【符号の説明】
１        ピストンモータ（外周駆動型）
５        固定部（外周駆動型）
７        シリンダブロック
８        第１段シリンダ
９        第１段ピストン
１０      第２段シリンダ
１１      第２段ピストン
１５、１８  分配弁
２１      第２油給排迂回通路部材
２１ａ    第２油給排迂回通路
２２      第３油給排迂回通路部材
２２ａ    第３油給排迂回通路
２５      第１油給排迂回通路部材
２６ａ    環状油供給ポート
２６ｂ    第１油供給迂回通路
２７ａ    環状油排出ポート
２７ｂ    第１油排出迂回通路
４０      シャフト（油供給部材）
４１      油供給ポート
４２      油排出ポート
５５      カムリング
５６      カム面
Ｘ        回転軸
【図１】
2004176580.tif 000003
【図２】
2004176580.tif 000004
【図３】
2004176580.tif 000005
【図４】
2004176580.tif 000006
【図５】
2004176580.tif 000007
【図６】
2004176580.tif 000008
【図７】
2004176580.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月8日(2003.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線上を貫通したシャフトと、前記シャフトの中間に固定されたシリンダブロックと、
内周側にカム面が形成され、前記シリンダブロックの外周面を囲んだ状態に配設されたカムリングと、
前記シリンダブロックに、その中心軸を中心として径方向の外側に延びて外周面に開口するように形成された複数のシリンダと、
前記カム面に対して進退自在に前記シリンダに収容されたピストンと、
前記シリンダブロックに対して回転自在に配設され、前記複数のシリンダのうちの前記カム面に向い上昇行程にある各ピストンに対応する各シリンダに、外部の油供給系から供給される作動油を分配供給する分配弁とを備え、
前記上昇行程にある各ピストンが前記カム面を押圧することにより、前記シリンダブロックに対して前記カムリングが回転するように構成されたピストンモータにおいて、
前記シャフトは、前記外部の油供給系と前記分配弁との間に設けられており、且つ、
前記シャフトの軸方向には、前記分配弁の油供給孔及び油排出孔に連通する油供給ポート及び油排出ポートと、フロント側とリア側を貫通する貫通孔とが形成されており、  
前記シャフトを非回転状態に固定し、このシャフトに対して前記分配弁を回転させて、前記カムリングを回転させるようにしたことを特徴とするピストンモータ。
【請求項２】
前記シャフトと前記分配弁との間に、
油供給迂回通路を有する油供給迂回通路部材を設け、
前記油供給迂回通路を介して、前記シャフトの前記油供給ポート及び前記油排出ポートと、前記分配弁の前記油供給孔及び前記油排出孔とを連通させたことを特徴とする請求項１に記載のピストンモータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として請求項１に係る発明は、回転軸線上を貫通したシャフトと、前記シャフトの中間に固定されたシリンダブロックと、内周側にカム面が形成され、前記シリンダブロックの外周面を囲んだ状態に配設されたカムリングと、前記シリンダブロックに、その中心軸を中心として径方向の外側に延びて外周面に開口するように形成された複数のシリンダと、前記カム面に対して進退自在に前記シリンダに収容されたピストンと、前記シリンダブロックに対して回転自在に配設され、前記複数のシリンダのうちの前記カム面に向い上昇行程にある各ピストンに対応する各シリンダに、外部の油供給系から供給される作動油を分配供給する分配弁とを備え、前記上昇行程にある各ピストンが前記カム面を押圧することにより、前記シリンダブロックに対して前記カムリングが回転するように構成されたピストンモータにおいて、前記シャフトは、前記外部の油供給系と前記分配弁との間に設けられており、且つ、前記シャフトの軸方向には、前記分配弁の油供給孔及び油排出孔に連通する油供給ポート及び油排出ポートと、フロント側とリア側を貫通する貫通孔とが形成されており、前記シャフトを非回転状態に固定し、このシャフトに対して前記分配弁を回転させて、前記カムリングを回転させるようにしたことを特徴とするピストンモータである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
このようなピストンモータによれば、油は、ピストンモータの外部の油供給系から、シャフトの油供給ポートを経由して、分配弁の油供給孔に供給される。このシャフトは、外部の油供給系と分配弁との間に設けられ、且つ、非回転状態に固定されているので、油を供給すると、分配弁はシャフトとシリンダブロックに対して回転すると共に、シリンダブロックの上昇行程にあるピストンが収容されたシリンダに油を供給する。そして、そのピストンが伸長すると共にカム面を押圧することにより、カムリングが回転することにより、ピストンモータの外側が回転可能となる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記シャフトと前記分配弁との間に、油供給迂回通路を有する油供給迂回通路部材を設け、前記油供給迂回通路を介して、前記シャフトの前記油供給ポート及び前記油排出ポートと、前記分配弁の前記油供給孔及び前記油排出孔とを連通させたことを特徴とする請求項１に記載のピストンモータである。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
このようなピストンモータによれば、油供給迂回通路部材を備えていることにより、シャフトの油供給ポートと分配弁の油供給孔が離間していても、油供給ポートと油供給孔とを好適に連通させることができる。
また、この油供給迂回通路部材が、請求項１に記載のピストンモータに取付けられる場合には、シャフトと、分配弁が相対回転自在であれば、どのように配置されてもよい。すなわち、油供給迂回通路部材は、シャフト、または、分配弁のどちらに固定されてもよいし、両者から独立して設けられていてもよい。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、一般的にピストンモータを高出力、高トルクとするためには、シリンダ数、カム数等が増加される。この増加に伴って、分配弁が大きくなるが、このように油供給迂回通路部材を備えることにより、この油供給迂回通路部材の大きさ、形状を分配弁に対応して適宜変更することにより、シャフトの油供給ポートと分配弁の油供給孔とを好適に連通させることができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらに、従来のシリンダブロックが回転するピストンモータの外側には、非回転状態に固定された分配弁に連通する、油供給孔、油排出孔が設けられている。この従来のピストンモータに、シャフトを設け、そして、分配弁の油供給孔とシャフトの油供給ポートとを連通させるように油供給迂回通路部材を設けることにより、請求項２に係るピストンモータを容易に作製することができる。