(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口ポート（５５）および流体出口ポート（６１）を形成するハウジング手段（１３、２１）と、
該ハウジング手段（１３、２１）と組み合わされ、かつ内歯付きリング部材（２３）および該リング部材（２３）内に偏心配置された外歯付き星形部材（２７）を備え、前記リング部材および前記星形部材が軌道回転運動し、かつ相互係合することによって前記軌道回転運動に応じて膨張および収縮流体容積チャンバ（２９）を形成する流体圧ディスプレースメント機構（１７）と、
前記ハウジング手段（１３、２１）と協働して、前記流体入口ポート（５５）と前記膨張流体容積チャンバ（２９）との間、および前記収縮流体容積チャンバ（２９）と前記流体出口ポート（６１）との間を流体連通させる弁手段（１５、２７）と、
前記リング部材（２３）の後方に配置され、かつ前記弁手段の一部を備えた端部キャップアセンブリ（１３、１５）と、前記リング部材の前方に配置されたハウジング部材（２１）とを備えた前記ハウジング手段と、
ファスナ孔に配設され、前記端部キャップアセンブリ（１３、１５）と前記ハウジング部材（２１）とを前記リング部材（２３）に対して密封シール係合状態に維持する複数のファスナ（１１）と、
前記リング部材（２３）と前記ハウジング部材（２１）との間に配設され、前記星形部材（２７）の隣接端面（８１）に密接させることによってその間の流体漏れを最小限に抑えるように構成されたバランシングプレートと、を備える回転流体圧装置であって、
（ａ）前記バランシングプレートは、外側バランスプレート（７３）と内側バランスプレート（７５）を含むバランシングプレートアセンブリ（１９）を備え、
（ｂ）前記外側バランスプレート（７３）には、内側プロフィール（７７）が前記流体容積チャンバ（２９）から半径方向内側に配置され、かつ
（ｃ）前記内側バランスプレート（７５）は、これと組み合わせて前記星形部材（２７）との係合方向に前記内側バランスプレートを付勢する手段（８７）を有することを特徴とする回転流体圧装置。
【請求項２】
前記流体圧ディスプレースメント機構（１７）は、固定リング部材（２３）と軌道回転運動する星型部材（２７）とから構成されており、また、前記複数のファスナ（１１）は前記リング部材（２３）に形成された開口を通って延びていることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧装置。
【請求項３】
前記弁手段（１５、２７）は、前記リング部材（２３）の少なくとも一部後方に配置され、前記端部キャップアセンブリ（１３、１５）には、前記流体入口ポート（５５）と前記流体出口ポート（６１）とが形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧装置。
【請求項４】
前記ハウジング手段は、端部キャップ部材（１３）と前記流体圧ディスプレースメント機構（１７）との間に軸方向に配置された固定弁部材（１５）を備えており、前記固定弁部材（１５）には、前記膨張および収縮流体容積チャンバ（２９）のそれぞれと連続的に流体連通している複数の固定弁通路（６９）が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧装置。
【請求項５】
前記外歯付き星形部材（２７）は、前記流体入口ポート（５５）と連通した第１の組の流体ポート（４７）と、前記流体出口ポート（６１）と連通した第２の組の流体ポート（５１）とを備え、前記第１の組（４７）および第２の組（５１）の流体ポートが前記固定弁通路（６９）と流体連通していることを特徴とする請求項４記載の回転流体圧装置。
【請求項６】
前記内側バランスプレート（７５）には、前記外側バランスプレート（７３）の前記内側プロフィール（７７）から半径方向内側に配置され、かつ間隔を狭くした外側プロフィール（７９）が形成され、前記内側プロフィール（７７）と前記外側プロフィール（７９）を非円形に形成することにより、前記内側バランスプレート（７５）は、前記星形部材（２７）の前記軌道回転運動に応じて前記外側バランスプレート（７３）に対して回転できないようにされていることを特徴とする請求項２記載の回転流体圧装置。
【請求項７】
前記外側バランスプレート（７３）は、軸方向に比較的薄く、比較的従順性のある部材であって、前記内側バランスプレート（７５）は、軸方向に比較的厚く、比較的剛性のある部材であることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧装置。
【請求項８】
前記ハウジング部材（２１）には、前記外側バランスプレート（７３）の少なくとも半径方向内側部分と前記内側バランスプレート（７５）の少なくとも半径方向外側部分に配置されるチャンバ（８３）が形成され、前記流体圧ディスプレースメント機構（１７）には、加圧流体を前記チャンバ（８３）と連通して前記星形部材（２７）との係合方向に前記外側バランスプレート（７３）の前記半径方向内側部分を付勢するようになされた通路手段（９３）が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転流体圧装置。
【請求項９】
前記星形部材（２７）との係合方向に前記内側バランスプレートを付勢する前記手段は、前記内側バランスプレート（７５）の前方に、前記チャンバ（８３）内に配置される皿バネ（８７）を備えていることを特徴とする請求項８記載の回転流体圧装置。
【請求項１０】
前記外側バランスプレート（７３）は、軸方向に比較的薄い部材であり、前記内側バランスプレート（７５）は、軸方向に比較的厚い部材であることを特徴とする請求項９記載の回転流体圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転流体圧装置、特にジェロータディスプレースメント機構を含む上記装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、流体ポンプとして使用することができるジェロータ装置とともに使用するとよいが、ジェロータモータの一部として使用すると特に好適であり、これに関連して、とりわけ低速高トルクタイプのものについても以下で説明する。さらに、本発明は、相対的に高圧および高トルクで作動するように構成されるジェロータ装置の一部として使用すると特に好適である。
【０００３】
さらに、本発明は、各種タイプの弁装置(valving)を有するジェロータモータとともに使用するのに適しているが、特に「バルブ・イン・スター」（ＶＩＳ）タイプの高圧モータにおいて使用すると好適であり、これに関連して以下で説明する。ＶＩＳモータの一例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，７４１，６８１号に記載されており、この特許は参照として本明細書中に含まれる。ＶＩＳモータでは、整流弁作用は、軌道回転運動しているジェロータ星形部材と、一般的にモータハウジング（または端部キャップ）の一部であるか、あるいは別部材からなるものであるが、モータハウジングに対して回転自在に固定されている隣接の固定弁プレートとの間の界面で得られる。上記固定弁がモータハウジングと別部材であるＶＩＳモータの一例が、同様に本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，９７６，５９４号に記載されており、この特許は参照として本明細書中に含まれる。
【０００４】
本発明が関連する種類の低速高トルクのジェロータモータは、高背圧、すなわち、モータの戻り（出口）ポートにおいて格納室圧力を実質的に上回る圧力の存在下であっても良好に実行可能であることが期待されている。当業者には周知であるように、背圧が高いことは、システムチャージ圧力が上昇し続けることで水圧推進ポンプ(hydrostatic propel pump)のディスプレースメントを制御するサーボシステムの性能を改善する閉回路車両推進システムの場合には一般的である。同様に周知であるように、システムチャージ圧力は、本来、モータにおける背圧を決定する。チャージ圧力（「メイクアップ(make-up)」流体）は、推進モータの出口側である該システムの低圧側と連通される。
【０００５】
ＶＩＳタイプのモータの固有の特性は、背圧によりジェロータ星形部材に分離力が働くと、星形部材（軌道回転運動している弁部材）を固定弁部材にある隣接する弁装置面と分離させる傾向がある。ジェロータモータ技術に精通している者には周知であるように、隣接する弁装置面をこのように分離させると、モータの容積効率は実質的に低下する。容積効率は、モータの実際の出力と、モータ内部に漏れがなかった場合に生じるモータの原理上の出力との比である。システム圧力を使用することでジェロータ星形部材が固定弁部材の隣接面方向に付勢されるので、所定のＶＩＳモータ構成にとって、星形部材の分離問題は、システム圧力の上昇時の問題ほどではない。むしろ、システム圧力が相対的に小さくなったときに結果として星形部材にかかる付勢力が弱くなってしまう場合が重大視されることもある。この問題は、モータが比較的高圧用途に意図されるという事実に鑑みて使用される比較的高いボルトトルクにより悪化するおそれがあることが信じられている。高ボルトトルクは、従来技術のバランシングプレートを歪めることで、ジェロータとバランシングプレートの間に漏出隙間を開け、容積効率を低下させるという影響を及ぼす可能性がある。より懸念されることは、実際に望ましいことが既知の予測可能な予荷重であるにもかかわらず、このボルトトルクにより、ねじ仕上げ等の要素のばらつきという観点から予測不能な予荷重がバランシングプレートにかかることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、改良型低速高トルクのジェロータモータ、特に、容積効率の低下を少なくした、比較的高背圧の存在下であっても首尾よく実行可能なＶＩＳタイプのモータを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的はジェロータの側面隙間を減少して容積効率を向上させることを可能としつつ、側面隙間の公差を効率よく広げることでジェロータの製造コストを低下させる、改良型バランシングプレートおよびシール構造を有するＶＩＳタイプのジェロータモータを提供することである。
【０００８】
ジェロータの側面隙間を減少して容積効率を向上させる努力は、１つの望ましくない影響を及ぼし得ることが観察されている。星形部材の前面（すなわち、固定弁プレートに対向する端部）に隣接して配置されたバランシングプレートにかかる荷重が増大した結果、星形歯の端面とバランシングプレートの隣接面の間、特に隣接面間の相対速度が高速である場所に擦傷が生じる可能性がある。ジェロータモータ技術に精通した者には周知のように、相対移動している部分が擦り合わされると、モータの全体操作性が非常に早く不良になりやすい。
【０００９】
したがって、本発明の他の目的は、ジェロータ星形部材の端面とバランシングプレートの隣接面との擦り合いを防止する性能を強化した改良型ジェロータモータを提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、擦り剥けた部位に加圧流体を流すことによって上述の目的を達成し、これにより擦り剥ける可能性のある部位を冷却して潤滑させた改良型ジェロータモータを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記および他の目的は、流体入口ポートおよび流体出口ポートを形成するハウジング手段を備えた回転流体圧装置を提供することによって達成される。流体圧ディスプレースメント機構は、ハウジング手段と組み合わされ、内歯付きリング部材および該リング部材内に偏心配置された外歯付き星形部材を備えている。リング部材および星形部材は、軌道回転運動し、相互係合することによってこの軌道回転運動に応じて膨張および収縮流体容積チャンバを形成する。弁手段はハウジング手段と協働して、流体入口ポートと膨張容積チャンバとの間、および収縮容積チャンバと流体出口ポートとの間を流体連通させる。ハウジング手段は、リング部材の後方に配置された、弁手段の一部を含む端部キャップアセンブリと、リング部材の前方に配置されたハウジング部材とを備えている。ファスナ孔には、複数のファスナが配設され、このファスナは、端部キャップアセンブリとハウジング部材をリング部材に対して密封シール係合状態に維持している。リング部材とハウジング部材との間には、バランシングプレートが配置され、星形部材の隣接端面に密接させることによってその間の流体漏れを最小限に抑えることができるようにしている。
【００１２】
改良型の回転流体圧装置は、バランシングプレートが、外側バランスプレートと内側バランスプレートを有するバランシングプレートアセンブリを備えることを特徴とする。外側バランスプレートには、流体容積チャンバから半径方向内側に配置される内側プロフィールが形成される。内側バランスプレートは、これと組み合わされ、星形部材との係合方向に内側バランスプレートを付勢する手段を有する。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、改良型の回転流体圧装置は、星形部材の隣接端面には流体チャンバが形成され、星形部材には、流体ディスプレースメント機構の上流にある主流体流動経路から流体チャンバに加圧流体を連通させて固定弁部材方向に星形部材の流体圧を付勢する流体通路が形成されるタイプのものである。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、改良型の回転流体圧装置は、星形部材の隣接端面が複数の独立した星形歯面を備えることを特徴とする。星形歯面のそれぞれには、流体チャンバと連通した略半径方向に延在する流体通路が形成される。さらに、星形歯面のそれぞれには、流体通路が半径方向の流体通路と略垂直に配向されており、該半径方向流体通路から離れていくにつれて流量を減少させ、これによりバランシングプレートと星形部材の隣接端面との間に加圧流体をもたらす。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら説明するが、これらは本発明を限定するものではなく、図１は、上記の特許にしたがって作製されたＶＩＳモータを示す。より詳細には、図１に示すＶＩＳモータは、単なる例示として、「湿式ボルト(wet-bolt)」設計、ここでボルトはシステム圧力を表す、または「湿潤式ボルト(damp-bolt)」設計、ここでボルトはケース圧力を表す、のいずれか一方である。いずれの場合においても、該モータは、同様に本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，２１１，５５１号（参照として本明細書中に組み込む）の開示にしたがって作製できる。
【００１６】
図１に示すＶＩＳモータは、複数の部分を複数のボルト１１等で互いに固着して構成されており、図１および図３にはそのうちの１つのみをそれぞれ示すが、図４には全部を示す。モータは、端部キャップ１３と、固定弁部材１５と、まとめて１７で示したジェロータ歯車組と、まとめて１９で示したバランシングプレートアセンブリと、フランジ部材２１とを備えている。
【００１７】
同様に図４に示すジェロータ歯車組１７は、当該技術において周知であって、上記の特許にさらに詳細が説明されているため、ここでは概略的な説明にとどめる。歯車組１７は、各開口部に円筒形ローラ部材２５を配置した複数の略半円筒形開口部を形成する内歯付きリング部材２３を、リング部材２３の内歯として備えたジェローラ(Geroler)［登録商標］歯車組であることが好ましい。このリング部材２３内には、一般的に内歯２５の数より１つ少ない外歯を設けた外歯付き星形部材２７が偏心配置されており、このため星形部材２７がリング部材２３に対して軌道回転運動できるようになっている。星形部材２７がリング部材２３内で軌道回転運動することにより、複数の膨張および収縮流体容積チャンバ２９が形成される。
【００１８】
依然として主に図１を参照しながら説明すると、星形部材２７には、複数の直線状の内側スプライン３０（図１、図７および図８参照）が形成され、これらが主駆動軸３３（図１に一部のみ示す）の一端に形成された１組の冠状の外側スプライン３１と係合している。主駆動軸３３の他端には、１組の冠状の外側スプライン（図示せず）が別に設けられ、軸またはホイールハブ（図示せず）等の何らかの形式の回転出力部材により形成された別組の直線状の内側スプラインと係合するようになっている。当業者には周知のように、図示の一般的なタイプのジェロータモータには、適当な軸受で支持される回転出力軸をさらに追加して設けてもよい。
【００１９】
次に、図１とともに主に図２を参照しながら、星形部材２７をさらに詳細に説明していく。本発明の本質的な特徴ではないが、星形部材２７は２個の別パーツの組み付けで構成されることが好ましい。本実施形態において、星形部材２７は、外歯を備えた主星形部分３７と、インサート部またはプラグ３９とを含む２個の別パーツを備えている。主部分３７とインサート部３９との協働により、以下に説明する各種流体ゾーン、通路およびポートが形成される。星形部材２７は、星形部材２７の端面４３に中央マニホルドゾーン４１が形成され、端面４３は、固定弁部材１５の隣接面４５（図３を参照）と摺動可能なシール係合状態に配置されている。
【００２０】
星形部材２７の端面４３には１組の流体ポート４７が形成され、それぞれ、インサート部３９に形成された流体通路４９（流体通路４９の１つのみを図２に示す）によりマニホルドゾーン４１と連続的に流体連通している。さらに、端面４３には、１組の流体ポート５１が流体ポート４７と交互に配置され、各流体ポート５１には、部分５３がインサート部３９により形成され、マニホルドゾーン４１との半径方向ほぼ中間位置まで半径方向内側に延在している。
【００２１】
次に、図１とともに主に図３を参照しながら、端部キャップ１３および固定弁部材１５をさらに詳細に説明していく。上記米国特許第５，２１１，５５１号に記載されているように、本実施形態のように端部キャップおよび固定弁部材を別部材として形成することは周知であり、これらを「端部キャップアセンブリ」と呼ぶこともできる。あるいは、端部キャップと固定弁とで単一の一体パーツを構成してもよく、この場合、「固定弁手段」または他の同様な用語についての言及は、ジェロータ歯車組に直に隣接して配置される端部キャップの部分を示していることが理解されよう。本発明が上述のいずれの構造を使用し得ることが理解されるはずである。
【００２２】
端部キャップ１３には、流体入口ポート５５が設けられ、入口ポート５５と開放連続流体連通した環状チャンバ５９がさらに形成される。端部キャップ１３および固定弁部材１５の協働により円筒形チャンバ６１が形成され、本明細書の目的において、この円筒形チャンバ６１は、出口ポートと非制限流体連通し、かつ星形部材２７の軌道回転とともにマニホルドゾーン４１と非制限流体連通することが一般的であることから出口ポートの一部と考えることができよう。円筒形チャンバ６１の周囲には、全体を６３で付された流体圧領域（図３を参照）が設けられ、該領域は、それぞれ通路６７（図１を参照）によって環状チャンバ５９と連続流体連通している複数の独立した固定圧力ポート６５を含む。
【００２３】
さらに固定弁部材１５には、当該技術分野では「タイミングスロット」ともいわれる複数の固定弁通路６９が形成されている。本実施形態において、弁通路６９は、それぞれ、半径方向に配向されたスロットを一般に備え、各スロットは、隣接する容積チャンバ２９と開放連続流体連通状態にそれぞれ配置されている。弁通路６９は、図３に示されるように、流体圧領域６３に対して同心の略環状パターンで配置されることが好ましい。本実施形態において、および単なる例示として、弁通路６９それぞれは、拡大部７１に開放している。各ボルト１１は、拡大部７１をそれぞれ挿通しているが、図３に示されるように、ボルト１１が存在していても、流体は拡大部７１それぞれの半径方向内側部分を通って容積チャンバ２９間を依然として流体連通することができる。
【００２４】
再び、主に図１を参照して、従来技術のバランシングプレートの全般的機能を説明していく。上記の米国特許第４，９７６，５９４号に開示されているように、システム圧力（高圧）は、バランシングプレートの前側（すなわち、フランジ部材２１に隣接する側）に連通している。いずれの動作方向においても、バランシングプレートは、星形部材２７の方向に付勢される。換言すれば、星形部材２７の１回の軌道回転を通して、正味力はバランシングプレートを星形部材の方向に付勢している。しかしながら、星形部材の僅かなチッピング(tipping)ないしコッキング(cocking)、またはボルトトルクが不均一に分布する等の様々な理由から、バランシングプレートを星形部材２７から僅かに分離する部位が局所的に存在し得る。
【００２５】
動作中、高圧流体は入口ポート５５と連通され、そこから環状チャンバ５９に流れ、続いて個別通路６７を通って圧力ポート６５に流入する。星形部材２７の軌道回転とともに、９個の圧力ポート６５は、星形部材２７に設けられた流体ポート５１の８個の半径方向内側部分５３と整流流体連通状態で係合する。このため、高圧流体は、弁通路６９の１つと流体連通しているか、まもなく上記の流体連通を行うか、あるいは上記の流体連通を完了直後の流体ポート５１のみと連通していく。
【００２６】
高圧流体は、偏心線の膨張容積チャンバと同一側にある流体ポート５１のみと連通され、次いで高圧流体は、これらの特定流体ポート５１から固定弁通路６９および拡大部７１をそれぞれ通って膨張容積チャンバ２９に流入する。
【００２７】
収縮容積チャンバ２９から流出する低圧排出流体は、拡大部７１および弁通路６９をそれぞれ通って、星形部材２７に設けられた流体ポート４７に流入する。この低圧流体は、次に半径方向流体通路４９と連通してマニホルドゾーン４１に流入し、そこから低圧流体は円筒形チャンバ６１を通り、対応する出口ポートに達する。以上で説明した主流路全体は一般に当該技術分野において周知であることが、当業者に理解されるであろう。上述の発明の詳細な説明の項で説明したように、出口ポート６１では、通常の背圧より略高圧であり、その結果、星形部材２７には別途大きな力が作用する。本実施形態において、このように背圧が増大することにより、マニホールドゾーン４１の横断面積全体にわたって大きな付勢力がかかることになる。
【００２８】
次に、主に図１および図４〜図７を参照して、本発明の重大な一態様を構成するバランスプレートアセンブリ１９を詳細に説明する。アセンブリ１９は、外側バランスプレート７３と内側バランスプレート７５とで構成される。本明細書において使用される「外側」および「内側」という用語は、プレート７３および７５の半径方向の関係を単に示しているにすぎず、すなわち、プレート７３とプレート７５は、互いに対してそれぞれ半径方向外側と半径方向内側に配置されている。バランスプレート７３および７５の関係を説明する別の方法では、内側プレート７５が外側プレート７３に対して「入れ子」状態である。
【００２９】
本発明のさらに他の態様において、外側バランスプレート７３には、内側プロフィール７７（図５を参照）が設けられ、内側バランスプレート７５には、外側プロフィール７９（図４および図６）が設けられている。本発明の本質的な特徴ではないが、内側プロフィール７７および外側プロフィール７９は、妥当な製造公差内で互いに比較的密接に配置されていることが好ましく、その間に干渉は全くないがその間の半径方向隙間が最小限に抑えられ、好ましくは、その略全周範囲を越えて最小限に抑えられるように構成される。たとえば、本実施形態において、半径方向隙間は、約０．２０インチ（０．５０ｍｍ）の範囲に維持されている。したがって、図４において「７９」と付された線は、外側プレート７３の内側プロフィール７７も表しているといえる。
【００３０】
好ましくは、各プロフィール７７および７９は、これらのプロフィールの一方または両方が単なる円形としてしまうと内側バランスプレート７５が星形部材２７の軌道回転とともに自在に回転してしまうことがあるため、非円形である。この結果、相当な摩擦が生じるとともに発熱し、プロフィールが摩耗する可能性がある。本実施形態において、および単なる例示として、プロフィール７７および７９は、それぞれ９「辺」からなる多角形であり、これにより容積チャンバ２９の数およびローラ部材２５の数と等しい。
【００３１】
本発明の別の重要な一態様において、内側バランスプレート７５の外側プロフィール７９は、図４に示すように、容積チャンバ２９に相対して配置されている。すなわち、星形部材２７のいずれの所与の軌道回転位置においても、星形部材２７の端面８１と外側バランスプレート７３の隣接面との間には少なくとも多少の（半径方向において）シーリングランドが設けられている。本発明の当該実施形態において、これは、星形部材の谷部に点を固定し、星形部材を９回旋回（すなわち、１回フル回転）することによって達成された。この結果、このようにして形成されたプロフィールは、プロフィール７７および７９と全く同一形状であったが、いくらか大きかった。次に、単なる例示として、シーリングランドは０．０９０インチ（２．２ｍｍ）未満であることは決して望ましくないため、生成されたプロフィールを０．０９０インチだけ半径方向に縮小してプロフィール７７および７９を生成した。上述したプロフィールおよびその生成方法は本発明の本質部分ではないが本明細書において好適であったことが理解されるはずである。
【００３２】
すでに記載したように、外側バランスプレート７３の内側プロフィール７７は、内側バランスプレート７５の外側プロフィール７９と狭い間隔で配置されている。したがって、図４において見ることのできる、外側プロフィール７９の半径方向外側の端面８１は、すべて、端面８１と外側バランスプレート７３の間の瞬間的シーリングランドを表している。言い換えれば、外側バランスプレート７３は、外側プロフィール７９の半径方向外側である、ジェロータ歯車組１７の略全面積（図４に見られる）を覆っている。
【００３３】
次に、主に図７を参照して、本発明の別の重要な一態様を説明していく。図７において最もよくわかるように、外側バランスプレート７３は比較的薄いが、内側バランスプレート７５は比較的厚い。本明細書を読み理解することで、当業者の技能において、特定のモータ設計に適するようにプレート７３および７５の厚さを選ぶことができるものと確信する。フランジ部材２１には環状チャンバ８３が設けられ、その中には、外側バランスプレート７３の半径方向内周、すなわち、星形部材の端面８１からシールする部分が配置されている。また、環状チャンバ８３には、内側バランスプレート７５も配置されている。当該技術においてすでに知られているように、システム圧力は、プロフィール７７と７９の間の隙間を通ってチャンバ８３へと連通され、システム圧力により、バランスプレート７３および７５が星形部材の隣接端面８１とのシーリング係合方向に付勢される。また、環状チャンバ８３には、内側バランスプレート７５の前方にシールリングアセンブリ８５も設けられており、チャンバ８３内でシステム圧力をシールして、それがシャフト３３を取り巻くケースドレン領域に漏れないように機能している。
【００３４】
シールリングアセンブリ８５の半径方向外側には、皿バネ８７が設けられている。ばね８７は、その外周がチャンバ８３の前壁に当接して着座され、一方内周は、内側バランスプレート７５の前面に当接して着座され、プレート７５を後方に付勢して星形部材の端面８１と係合するように構成されている。したがって、本発明の重要な特徴として、バランシングプレートアセンブリ１９は、２枚の別体のバランスプレート７３および７５を備えている。外側バランスプレート７３は、薄めになっているため、星形部材２７の隣接端面８１に加えてリング部材２３の隣接端面とも適応して、効率よくシールすることができる。同時に、内側バランスプレート７５は厚めになっており、ボルトトルクから独立してシステム圧力により付勢されている（外側バランスプレート７３と同様に）が、皿バネ８７によっても機械的に付勢されている。この結果、側面隙間は縮小され、容積効率がさらに向上し、加えて側面隙間許容帯を効果的に広げることで、ジェロータ歯車組の製造を簡略化するとともにそのコストを低下させることができる。
【００３５】
次に、主に図１および図８〜図１０を参照して、本発明の別の、だが非常に関連のある一態様をいくらか詳細に説明していく。なお、図８は、図４と同一方向から見た図であるが、図示の簡略のため図４では、図８に示した端面８１の特徴については図示しなかった。上述の発明の詳細な説明の項で説明したように、星形部材２７の端面８１と外側バランスプレート７３の隣接面との間の側面隙間を縮小し、バランスプレート７３にかかる付勢圧力を増大させた結果、擦傷が生じ得るが、図８〜図１０に示した特徴が、上記擦傷を実質的になくす上で効果的であることがわかった。
【００３６】
上記の米国特許第４，９７６，５９４号に開示されているように、星形部材２７の端面８１には、環状凹部または溝部９１が形成され、システム圧力（高圧）を含む４７と５１のいずれかのポートからの加圧流体を一対の軸方向流体通路９３によって収容する。溝部９１から、システム圧力は環状チャンバ８３へと導通する。各通路９１には、チェックボール９５が設けられており、溝部９１から低圧力を含むポート４７または５１のいずれかへの流体連通を防止するように機能している。
【００３７】
星形部材２７の端面８１は、以下の説明および添付の特許請求の範囲において、個別星形歯面９７を複数個備え、それぞれの面９７は、溝部９１から半径方向外側の部位を構成し、隣接する星形部材の「谷」間に周方向に配置されている。ここでの「谷」とは当該技術においてよく理解されるものである。各星形歯面９７には、半径方向に延在する流体通路９９が形成され、溝部９１における流体圧と開放連通している。また、各星形歯面９７には、流体通路１０１も半径方向に延在する流体通路９９と略垂直に配向されている。より重要なこととして、各流体通路１０１は、通常星形歯の線形運動の方向、より厳密には、星形部材の瞬間的回転運動と垂直方向に延在する。ジェロータ技術に精通している者にとって周知であるように、星形部材が軌道回転すると、１つの外歯の点を中心にして実際に回動し、回動点から直径方向に配設された歯の端面では、最大線形速度が生じ続ける。各流体通路１０１は、擦り剥きが非常に発生しやすいような線に沿っているため、その最大速度の線に沿って延設することが好ましい。本実施形態において、モータは双方向であることが好ましいため、流体通路１０１のうち２つが、各半径方向の流体通路９９から延設してこれと流体連通している。
【００３８】
好ましい実施形態において、流体通路１０１は、それぞれ、流体の流動方向、すなわち、半径方向に延在する流体通路９９から離れていくにつれて流量を減少させていく。星形歯面９７が、外側バランスプレート７３の隣接面とシーリング係合状態にあることは記憶されているはずである。したがって、流体が半径方向通路９９から流出して流体通路１０１を通っていくにつれて減少する流量が「ノズル」として作用し、通路１０１から星形歯面９７と外側バランスプレート７３の隣接面との間の側面隙間に流入する流体の流体圧の局所化が効果的に増大される。このように通路１０１を流出した流体は、液圧リフト効果を形成し、擦り剥きが通常発生すると思われる部位における軸受け膜を改良し、また、流体の流動により、その領域の冷却も行うため、擦傷が発生する傾向をさらに減少させる。
【００３９】
理論上、通路９９および１０１は、星形部材２８またはバランスプレート７３のいずれに設けてもよいが、バランスプレート７３が比較的薄く、通常はスタンピング等のプロセスによって形成されることから、通路９９および１０１が星形部材の端面８１に形成するとよい。
【００４０】
本明細書を読み理解することで、当業者の技能において、各種溝部および通路の寸法を選んで本発明の上記目的を達成する、すなわち、容積効率を不当に損失することなく擦傷を実質的に減少させることができるものと確信する。
【００４１】
上記明細書において本発明をかなり詳細に説明してきたが、本明細書を読み理解することで、本発明の各種改変および変形が当業者に明らかとなるものと確信する。かかる改変および変形は、添付の特許請求の範囲に含まれる限り、すべて本発明に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る低速高トルクのＶＩＳジェロータモータを示す軸方向断面図である。
【図２】図２は、図１の線２−２における、星形部材のみを示した横断面図である。
【図３】図３は、図１の線３−３における、図１に比べて寸法を僅かに縮小し、かつ図１に示した位置からいくらか回転させた横断面図である
【図４】図４は、図１の線４−４における、僅かに寸法を拡大し、かつ本発明の一態様を構成する内側バランスプレートの外側プロフィールの場所を模式的に示した横断面図である。
【図５】図５は、本発明の外側バランスプレートの平面図である。
【図６】図６は、本発明の内側バランスプレートの平面図である。
【図７】図７は、本発明をさらに詳細に示す、図１と同様の軸方向部分拡大断面図である。
【図８】図８は、同様に図１の線４−４における、本発明の他の態様に係るジェロータ星形部材の拡大平面図である。
【図９】図９は、本発明に係る１個の星形歯の端面をさらに拡大した部分図である。
【図１０】図１０は、図９の線１０−１０における、略同一寸法の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１３  端部キャップ
１５  固定弁部材
１７  ジェロータ歯車組
１９  バランシングプレートアセンブリ
２１  フランジ部材
２３  リング部材
２７  星形部材
２９  膨張／収縮流体容積チャンバ
４３  星形部材の端面
４５  固定弁部材の隣接面
５５  流体入口ポート
７３  外側バランスプレート
７５  内側バランスプレート
８５  シールリングアセンブリ
８７  皿バネ
【図１】
0004512858.tif 000002
【図２】
0004512858.tif 000003
【図３】
0004512858.tif 000004
【図４】
0004512858.tif 000005
【図５】
0004512858.tif 000006
【図６】
0004512858.tif 000007
【図７】
0004512858.tif 000008
【図８】
0004512858.tif 000009
【図９】
0004512858.tif 000010
【図１０】
0004512858.tif 000011