JP4080818B2 - ベーン式液圧モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベーン式液圧モータに関し、特に作動流体として水等の低粘度流体を使用する場合に用いて好適なベーン式液圧モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は平衡形ベーン式液圧モータの構造を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面概略図、図１（ｃ）はカムケーシング２８０の部分を上側から見た要部平面図である。同図に示すようにこの平衡形ベーン式液圧モータは、カムケーシング２８０のロータ収納部２８６内にロータ２９０を回転自在に収納し、ロータ２９０にはロータ収納部２８６の内面に接するベーン２９５が挿入され、ロータ２９０及びロータ２９０に挿入されたベーン２９５の両側をフロントカバー３００とエンドカバー３１０で囲み、フロントカバー３００とエンドカバー３１０に設置された軸受３０１，３１１によってロータ２９０に固定された主軸３２０を回転自在に軸支している。カムケーシング２８０には、カムケーシング２８０のロータ収納部２８６内に圧力流体（水等の低粘度流体からなる作動流体）を供給する供給ポート２８１と、供給した圧力流体を取り出す戻りポート２８３とが形成されている。供給ポート２８１と戻りポート２８３はそれぞれ流路（供給流路）２８２と流路（戻り流路）２８４によってロータ収納部２８６に接続されている。
【０００３】
そして、供給ポート２８１より流入した圧力流体が、ロータ２９０から張り出しているベーン２９５に作用することでトルクが発生し、ロータ２９０を回転駆動する。ロータ２９０を回転駆動した後の作動流体は、戻りポート２８３から排出される。
【０００４】
ここで作動流体として水等の低粘度流体を用いる前記平衡形ベーン式液圧モータにおいては、ロータ２９０の両側の軸受３０１，３１１部分から漏れ出る圧力流体を低圧側の戻りポート２８３へ戻すためバイパス流路２８５を設け、これによって高圧側のロータ収納部２８６内の作動流体を、両サイドクリアランス（ロータ２９０とフロント／エンドカバー３００，３１０間の隙間）Ｓの部分と両軸受３０１，３１１とを通過させ、バイパス流路２８５から戻りポート２８１に導く構造に構成している。これによって下記の効果が発生する。
【０００５】
▲１▼ロータ２９０の両側面の圧力は何れもほぼ戻りポート２８３の圧力となって均衡し、ロータ２９０に作用するスラスト方向（主軸３２０方向）の圧力はほぼ無くなり、ロータ２９０はカムケーシング２８０内でスラスト方向でバランスし、ロータ２９０とフロント／エンドカバー３００，３１０間の摺動に伴う摩擦損失（トルク損失）の軽減が可能になる。
【０００６】
▲２▼両軸受３０１，３１１に作動流体を導いたので、例え作動流体として水等の低粘度流体を使用しても、両軸受３０１，３１１の劣化を回避でき、主軸３２０及び両軸受３０１，３１１の耐久性を向上できる。
【０００７】
▲３▼シール内圧Ｐが小さく、シャフトシール３３０部分の主軸３２０に対する押し付け力が小さいので、この部分での摩擦による機械損失が発生せず、加えてシャフトシール３３０部分や主軸３２０の摩擦磨耗が発生せず、耐久性が向上する。
【０００８】
▲４▼両軸受３０１，３１１の周囲に液体溜まり部が出来ず、両軸受３０１，３１１の周囲の部分の作動液体も常に循環するので、この部分における作動流体の腐食や微生物発生の抑制が可能となる。
【０００９】
ところで前記ベーン式液圧モータのような回転形アクチュエータは種々の装置に利用され、その使用条件に応じて、出力軸（主軸）の回転方向が異なることや、両方向の回転が要求されることがある。
【００１０】
一般的に液圧モータの場合、モータを駆動するため必要な圧力流体を供給する配管と、モータからの流体排出用の配管とが必要になり、その接続口として、モータに「供給ポート」、「戻りポート」が各々設置される。前記図１に示すベーン式液圧モータにおいては、各ポート２８１，２８３はカムケーシング２８０に設置されている。
【００１１】
そして図１（ｂ）において、モータを矢印方向（右回転方向）に回転させる場合、図１（ｂ）の左側のポートを供給ポート２８１、右側のポートを戻りポート２８３として配管を行うため、カムケーシング２８０として図示のように右側のポート２８３とバイパス流路２８５とを連通するような部品を用いて、モータを組み立てる。
【００１２】
一方図１（ｂ）において、モータを矢印と反対方向（左回転方向）に回転させる場合、図１（ｂ）の右側のポートを供給ポート、左側のポートを戻りポート２８３として配管を行うため、カムケーシング２８０として左側のポートとバイパス流路２８５とを連通するような図とは異なる部品を用いて、モータを組み立てる必要がある。
【００１３】
なおもし図１（ｂ）に示す戻りポート２８３から作動流体を供給し、供給ポート２８１から排出するように構成した場合、シール内圧Ｐが大きくなるので、シャフトシール３３０の破損若しくは主軸３２０の磨耗促進、シャフトシール３３０の耐久性の劣化、バイパス流路２８５の効果の低下、等の諸問題を発生し、モータとしての機能が発揮できなくなる恐れがある。
【００１４】
このためこの平衡形ベーン式液圧モータは、回転方向毎にそれぞれ異なる部品を製作する必要があり、コスト増になってしまう。
【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ありその目的は、部品を交換しなくても出力軸（主軸）の回転方向を容易に変更できる両回転形のベーン式液圧モータを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、前記第一，第二ポートの他に作動流体を外部に排出するドレンポートを設けるとともに、前記ドレンポートとバイパス流路とを連通し、軸受部分から流出する作動流体をドレンポートから外部に排出するように構成することで、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１７】
また請求項２に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、前記カムケーシングに、ロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第一，第二ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記バイパス流路を低圧側となった何れか一方のポートに連通するポート切換機構を設置することで、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１８】
また請求項３に記載の発明は、前記第一，第二ポートに連通する第三，第四ポートと、前記ドレンポートに連通する連通孔とを有するブロックを請求項１に記載のベーン式液圧モータに搭載し、前記ブロックに、前記第三，第四ポート間を連通するロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第三，第四ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記ドレンポートに連通するバイパス流路を低圧側となった第三，第四ポートの内の何れか一方のポートに連通するポート切換機構を内蔵することで、前記第三，第四ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１９】
また請求項４に記載の発明は、前記ポート切換機構は、前記ロッドピン挿入孔の中央にその両側よりも内径を小さくしてなる小径部を設けることで小径部両端にシール面を設けるとともに、ロッドにはその両側にヘッド部を設けて両ヘッド部の前記シール面に対向する面にそれぞれシール面を設け、ロッドピン挿入孔の中間に前記バイパス流路を接続し、前記ロッドピン挿入孔の両側に接続したポートの内の何れかのポートが高圧になった場合は前記ロッドピン挿入孔内をロッドピンが低圧側のポートに向かって移動することで高圧側のロッドのシール面とこれに対向するロッド挿入孔のシール面とを面接触してシールして、前記バイパス流路と低圧側のポート間を連通するように構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のベーン式液圧モータである。
【００２０】
また請求項５に記載の発明は、前記ロッドピンのシール面とこれに対向するロッドピン挿入孔のシール面とが面接触する面は、平面状又はテーパ面状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のベーン式液圧モータである。
【００２１】
なお前記ロッドピンのシール面とこれに対向するロッドピン挿入孔のシール面とが面接触する少なくとも何れか一方のシール面を弾性部材にて形成すれば、さらにシール性が向上する。
【００２２】
また前記ロッドピンのヘッド部のロッドピン挿入孔内周面との摺動部の表面の少なくとも一部を、水等の低粘度流体での潤滑下において摩擦磨耗特性の優れている樹脂若しくはセラミック等の潤滑部材で形成すれば、ロッドピンの滑らかな動作を達成できる。
【００２３】
また前記ロッドピンのヘッド部のロッドピン挿入孔内周面との摺動部の表面に潤滑溝を形成すれば、ロッドピンの滑らかな動作を達成できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図２は本発明の第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１を示す図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＣ−Ｃ概略断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ概略断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）を上側から見た要部平面図（カムケーシング１０の部分のみ示す）である。同図に示すようにベーン式液圧モータ１−１は、カムケーシング１０内にロータ３０を回転自在に収納し、ロータ３０にはカムケーシング１０の内周面に接するベーン３５が挿入され、そのロータ３０及びベーン３５の両側をフロントカバー５０とエンドカバー６０で囲み、カムケーシング１０の両側のフロントカバー５０とエンドカバー６０内に設置された軸受５１，６１によってロータ３０に固定された主軸７０を回転自在に軸支して構成されている。カムケーシング１０には、カムケーシング１０のロータ収納部１１内に圧力流体（水等の低粘度流体からなる作動流体）を入出力する入出力ポートとなる第一ポート１３と第二ポート１５とが形成されている。第一ポート１３と第二ポート１５はそれぞれ流路１４と流路１６によってロータ収納部１１に接続されている。
【００２５】
一方ロータ３０の両側の軸受５１，６１の部分から漏れ出る作動流体を導入して低圧側に戻すバイパス流路８０を設け、これによって高圧側のロータ収納部１１内の作動流体を、両サイドクリアランス（ロータ３０とフロント／エンドカバー５０，６０の隙間）Ｓの部分と両軸受５１，６１とを通過させて、バイパス流路８０から下記するドレンポート１７に導くように構成している。バイパス流路８０を設けた理由は前記従来技術で述べた理由と同様である。
【００２６】
そして本実施形態においては、カムケーシング１０に、第一，第二ポート１３，１５の外に、ドレンポート１７を設け、このドレンポート１７に前記バイパス流路８０を連通している。ドレンポート１７は、バイパス流路８０側からの作動流体を外部に排出するものであり、例えばドレンポート１７に配管を接続することで軸受５１，６１側から流出してくる作動流体を独立に別途設けた図示しない作動流体貯留タンクに戻すようにする。この作動流体貯留タンクには第一，第二ポート１３，１５に接続した配管も導入される。そして第一，第二ポート１３，１５への流体の供給方向を切り換えることで、モータ（主軸７０）の両方向への回転が可能になる。以下具体的に説明する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、第一ポート１３を作動流体を供給する供給ポート、第二ポート１５を作動流体を排出する戻りポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第一ポート１３よりカムケーシング１０のロータ収納部１１内に流入した圧力流体は、ロータ３０から張り出しているベーン３５に作用することでロータ３０にトルクを発生させ、ロータ３０を矢印（右回転）方向に回転駆動する。ロータ３０を回転駆動した後の作動流体は、第二ポート１５から排出される。
【００２８】
一方図３に示すように、第一ポート１３を作動流体を排出する戻りポート、第二ポート１５を作動流体を供給する供給ポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ戻り配管と供給配管を行えば、第二ポート１５よりカムケーシング１０のロータ収納部１１内に流入した圧力流体は、ロータ３０から張り出しているベーン３５に作用することでロータ３０にトルクを発生させ、ロータ３０を矢印（左回転）方向に回転駆動する。ロータ３０を回転駆動した後の作動流体は、第一ポート１３から排出される。
【００２９】
そして上記何れの方向への回転の場合も、ロータ収納部１１内から両サイドクリアランスＳと両軸受５１，６１とを通過してバイパス流路８０に導出された作動流体は、ドレンポート１７に導かれ、ドレンポート１７に接続された配管を介して図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００３０】
つまり従来戻りポートへ連通させていたバイパス流路を、別途設けたドレンポートに連通させてバイパス流路通過流体を独立にドレンポートから排出するように構成したので、カムケーシング１０を変更しなくても、２つのポート１３，１５へ接続する配管を切り換えたり、方向切換弁を始めとするバルブの切換を行うだけで、容易にモータの回転方向を変更することができる。
【００３１】
〔第二実施形態〕
第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１には、第一，第二ポート１３，１５に加えて、ドレンポート１７が形成される。この場合、合計三種の配管が必要になり、新たに下記の問題が発生する。
【００３２】
▲１▼配管数が増えるため、限られたスペース内でのモータの設置時、配管が困難となる。
【００３３】
▲２▼配管スペースが大きくなる。
【００３４】
▲３▼継手部品等の配管部品が多くなるので、配管コストが大きくなる。
【００３５】
第二実施形態は、上記問題に対処するものである。図４は第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。同図において、前記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３６】
このベーン式液圧モータ１−２において前記第一実施形態と相違する点は、ドレンポート１７を設ける代わりに、第一，第二ポート１３，１５の流路１４，１６間を連通するロッドピン挿入孔９１を設け、このロッドピン挿入孔９１内にスライド自在にロッドピン９３を収納し、またロッドピン挿入孔９１内のロッドピン９３の両側にロッドピン９３両端を均一に弾発してロッドピン９３を中央位置に保持するスプリングからなる弾発手段９５，９５を収納し、ロッドピン挿入孔９１の両端をシールリング９７，９７を介してスプリング受け座９９，９９を取り付けて封止して構成されるポート切換機構を設置した点である。
【００３７】
ロッドピン挿入孔９１の中央はその両側部分よりも内径を小さくしてなる小径部９２を設けることでこの小径部９２の両端にシール面９２１，９２１を形成すると共に、この小径部９２をバイパス流路８０に接続し、またロッドピン９３両端にはロッドピン挿入孔９１を塞ぐ外径のヘッド部９３１，９３１を設けて両ヘッド部９３１，９３１の内側対向面（シール面９２１に対向する面）にそれぞれシール面９３３，９３３を設けている。またロッドピン９３中央部は小径部９２内を自在に移動できるように細く形成されている。１０１はロッドピン挿入孔９１とバイパス流路８０間を連結する孔を塞ぐ封止プラグである。
【００３８】
弾発手段９５の片端はスプリング受け座９９に固定され、また弾発手段９５の弾発力の条件は、
〔弾発手段９５の弾発力（最大）〕＜〔モータ最低駆動圧力〕×〔ロッドピン受圧面（ヘッド部９３１側面）面積〕
としている。
【００３９】
そして第一，第二ポート１３，１５に何ら作動流体が供給されていない場合は、図４に示すように、ロッドピン９３は中央位置に位置している。
【００４０】
またなお、ロッドピン９３の軸径は、
〔弾発手段９５の弾発力（最大）〕＋〔モータの最大駆動圧力〕×〔ロッドピン受圧面面積〕
の力が負荷されても、座屈などの変形や破損が発生しないよう、十分に耐えうる強度を有するよう設計、製作されている。またなお、ロッドピン９３の中央部と小径部９２間のクリアランス及びロッドピン９３の中央部とロッドピン挿入孔９１のクリアランスは、バイパス流路８０通過流体が最大流量の場合でも、ポート１３もしくはポート１５までの間で、背圧を持たないように設計されている。
【００４１】
次に第一ポート１３を作動流体を供給する供給ポート、第二ポート１５を作動流体を排出する戻りポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第一ポート１３側の作動流体の圧力が第二ポート１５側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、図５（ａ）に示すように、ロッドピン９３は第二ポート１５側に移動して行き、ロッドピン挿入孔９１の左側のシール面９２１とロッドピン９３のシール面９３３とが面接触してこの面接触部分をシールして停止する。これによって第一ポート１３側の作動流体は第二ポート１５側に漏洩しなくなる。またこのとき右側のヘッド部９３１は第二ポート１５の流路１６を越えており、バイパス流路８０と第二ポート１５（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第二ポート１５を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４２】
一方第一ポート１３を作動流体を排出する戻りポート、第二ポート１５を作動流体を供給する供給ポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ戻り配管と供給配管とを行えば、第二ポート１５側の作動流体の圧力が第一ポート１３側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、図５（ｂ）に示すように、ロッドピン９３は第一ポート１３側に移動して行き、ロッドピン挿入孔９１の右側のシール面９２１とロッドピン９３のシール面９３３とが面接触してこの面接触部分をシールする。またこのとき左側のヘッド部９３１は第一ポート１３の流路１４を越えており、バイパス流路８０と第一ポート１３（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第一ポート１３を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４３】
これによって容易にモータの回転方向を変更することができるばかりか、ポートを増やすことがないので、前述の問題点も解消できる。
【００４４】
〔第三実施形態〕
第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２は、カムケーシング１０に複雑な多数の流路等を形成しなければならないので、その加工が複雑であり、また各部のメンテナンスも煩雑である。
【００４５】
第三実施形態は、上記問題に対処するものである。図６は第三実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−３の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。同図において、前記各実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４６】
このベーン式液圧モータ１−３において前記各実施形態と相違する点は、第二実施形態において設けたポート切換機構をカムケーシング１０とは別体のブロック１１０に内蔵し、このブロック１１０を第一実施形態にかかるベーン式液圧モータ１−１に搭載した点である。即ちこのブロック１１０には、第三，第四ポート１１３，１１５を設けてその反対側に連通孔１１４，１１６を開口し、また両連通孔１１４，１１６の間に別途連通孔１１７を設けている。またブロック１１０内には、前記第二実施形態のポート切換機構と同様に、第三，第四ポート１１３，１１５間を連通するロッドピン挿入孔９１を設けてロッドピン９３を挿入し、第三，第四ポート１１３，１１５間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピン９３を移動して前記連通孔１１７を低圧側となった何れか一方のポートに連通するようにポート切換機構を内蔵する。そしてこのブロック１１０を第一実施形態にかかるベーン式液圧モータ１−１と同じ構造のものに搭載して図示しない固定手段で固定すれば、ベーン式液圧モータ１−３が完成する。このとき各連通孔１１４，１１６，１１７は、それぞれ第一，第二ポート１３，１５とドレンポート１７に接続される。各接続部はＯリング等のシール手段１１９によってシールされている。
【００４７】
そして図６に示す中立状態から、第三ポート１１３に作動流体を供給し、第四ポート１１５から作動流体を排出するように両ポート１１３，１１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第三ポート１１３側の作動流体の圧力が第四ポート１１５側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、ロッドピン９３は第四ポート１１５側に移動し、バイパス流路８０と第四ポート１５（即ち戻りポート）間が連通し、バイパス流路通過流体は第四ポート１１５を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４８】
一方第三ポート１１３を戻りポート、第四ポート１１５を供給ポートとして両ポート１１３，１１５にそれぞれ戻り配管と供給配管とを行えば、第四ポート１１５側の作動流体の圧力が第三ポート１１３側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、ロッドピン９３は第三ポート１１３側に移動して、バイパス流路８０と第三ポート１１３（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第三ポート１１３を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４９】
これによって容易にモータの回転方向を変更することができ、またポートを増やすことがないので配管の這い回しが容易且つ簡単になり、さらにカムケーシング１０とブロック１１０とを別部材で加工することが可能となるので加工が容易になり加工コストを低くすることができ、また各部のメンテナンスが容易になる。
【００５０】
〔シール面９３３とシール面９２１による各種シール構造〕
水等の低粘性流体は、その物理的特性から僅かな隙間からでも多くの漏れが発生する。よってこれら流体を作動流体として用いる場合、シールを確実に行うことが必要となる。そこでロッドピン９３のシール面９３３とロッド挿入孔９２のシール面９２１とを以下のように構成した。
【００５１】
図７（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の一構成例を示す図である。同図に示す両シール面９２１，９３３は、これを平面状に形成することで両者を面接触させ、これによってそのシールが確実になるようにしている。
【００５２】
図８（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の他の構成例を示す図である。同図に示す両シール面９２１，９３３は、これをテーパ面状に形成することで両者が面接触するようにしている。両シール面９２１，９３３をテーパ面状に形成すれば、前記平面状に形成した場合に比べて接触面積が大きくなるので、シール性がさらに向上する。
【００５３】
図９（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の他の構成形を示す図である。この構成例においては、ロッドピン９３のシール面９３３を、弾性部材ｂを接合することによって構成している。弾性部材ｂとしてはプラスチックやゴム等を用いる。このように構成すれば、シール性がさらに向上する。なおシール面９３３の代わりにシール面９２１を弾性部材で構成しても良く、両シール面９３３，９２１を弾性部材で構成しても良い。
【００５４】
〔ロッドピン９３のヘッド部９３１の各種構成例〕
水等の低粘度流体は潤滑性が乏しいため、ロッドピン９３の滑らかな動作を達成するための方策が必要となる。そこで図１０（ａ）に示すように、ロッドピン９３のヘッド部９３１の部分全体を水潤滑下で摩擦磨耗特性（潤滑特性）の優れているセラミックや樹脂等からなる潤滑部材ａ１で構成したり、図１０（ｂ）に示すように、ヘッド部９３１の外周面（摺動部）にリング状の潤滑部材ａ２を取り付けたりする。これによってロッドピン挿入孔９１の内周面との摺接面となるヘッド部９３１の外周面の潤滑性が向上し、ロッドピン９３の滑らかな動作が得られる。なお前記リング状の潤滑部材ａ２の個数は二個に限定されない。また潤滑部材は上記形状・構造に限定されず、他の種々の形状・構造であっても良い。また潤滑部材はヘッド部９３１の外周面にコーティングするものであっても良い。
【００５５】
一方ヘッド部９３１の摺動部である外周面の潤滑を促進させるため、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、この外周面に潤滑溝ｂ１，ｂ２を形成しても良い。図１１（ａ）の潤滑溝ｂ１は矩形状であり、図１１（ｂ）の潤滑溝ｂ２は螺旋状である。もちろん潤滑溝の形成パターンはこれらに限るものではなく、潤滑を促進することができるパターンであればどのようなパターンであっても良い。また図１０（ａ），（ｂ）に示す潤滑部材ａ１，ａ２に加えて図１１（ａ），（ｂ）に示すような潤滑溝を形成すれば、さらに効果的にロッドピン９３の滑らかな動作を達成できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼第一ポートと第二ポートの他に作動流体を外部に排出するドレンポートを設けるとともに、ドレンポートとバイパス流路とを連通し、軸受部分から流出する作動流体をドレンポートから外部に排出するように構成したので、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向を切り換えてもバイパス流路からの排水は常にドレンポートに対して行え、ロータの両方向への回転が可能になった。
【００５７】
▲２▼カムケーシング自体にポート切換機構を設けたので、カムケーシングに対して外部から接続する配管数が増えることなく、限られたスペース内でのモータの設置時でも配管が行え、また配管コストの低コスト化も図れる。
【００５８】
▲３▼ポート切換機構を内蔵したブロックをベーン式液圧モータに搭載したので、ベーン式液圧モータを構成するカムケーシングとブロックとが別部品で加工でき、加工が容易になって加工コストの低減化が図れるばかりか、各部のメンテナンスも容易になる。
【００５９】
▲４▼ロッドピンのシール面とロッドピン挿入孔のシール面との面接触する面を、平面状又はテーパ面状に形成したので、低粘度流体であっても、そのシールを確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は平衡形ベーン式液圧モータの構造を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面概略図、図１（ｃ）はカムケーシング２８０の部分を上側から見た要部平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１を示す図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）を上側から見た図（カムケーシング１０の部分のみ示す）である。
【図３】ベーン式液圧モータ１−１を他の方向に回転する際の動作説明図である。
【図４】第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。
【図５】ベーン式液圧モータ１−２の動作説明図である。
【図６】第三実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−３の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の一構成例を示す図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の他の構成例を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の他の構成形を示す図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の滑らかな動作を達成するためのロッドピン９３の各種構成例を示す図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の滑らかな動作を達成するためのロッドピン９３の各種構成例を示す図である。
【符号の説明】
１−１ 両回転形のベーン式液圧モータ
１０ カムケーシング
１１ ロータ収納部
１３ 第一ポート（入出力ポート）
１４ 流路
１５ 第二ポート（入出力ポート）
１６ 流路
１７ ドレンポート
３０ ロータ
３５ ベーン
５０ フロントカバー
５１ 軸受
６０ エンドカバー
６１ 軸受
７０ 主軸
８０ バイパス流路
Ｓ サイドクリアランス
１−２ 両回転形のベーン式液圧モータ
９１ ロッドピン挿入孔
９２ 小径部
９２１ シール面
９３ ロッドピン
９３１ ヘッド部
９３３ シール面
９５ 弾発手段
９１ シールリング
９９ スプリング受け座
１０１ 封止プラグ
１−３ 両回転形のベーン式液圧モータ
１１０ ブロック
１１３ 第三ポート（入出力ポート）
１１４ 連通孔
１１５ 第四ポート（入出力ポート）
１１６ 連通孔
１１７ 連通孔
１１９ シール手段
ｂ 弾性部材
ａ１ 潤滑部材
ａ２ 潤滑部材
ｂ１ 潤滑溝
ｂ２ 潤滑溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベーン式液圧モータに関し、特に作動流体として水等の低粘度流体を使用する場合に用いて好適なベーン式液圧モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は平衡形ベーン式液圧モータの構造を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面概略図、図１（ｃ）はカムケーシング２８０の部分を上側から見た要部平面図である。同図に示すようにこの平衡形ベーン式液圧モータは、カムケーシング２８０のロータ収納部２８６内にロータ２９０を回転自在に収納し、ロータ２９０にはロータ収納部２８６の内面に接するベーン２９５が挿入され、ロータ２９０及びロータ２９０に挿入されたベーン２９５の両側をフロントカバー３００とエンドカバー３１０で囲み、フロントカバー３００とエンドカバー３１０に設置された軸受３０１，３１１によってロータ２９０に固定された主軸３２０を回転自在に軸支している。カムケーシング２８０には、カムケーシング２８０のロータ収納部２８６内に圧力流体（水等の低粘度流体からなる作動流体）を供給する供給ポート２８１と、供給した圧力流体を取り出す戻りポート２８３とが形成されている。供給ポート２８１と戻りポート２８３はそれぞれ流路（供給流路）２８２と流路（戻り流路）２８４によってロータ収納部２８６に接続されている。
【０００３】
そして、供給ポート２８１より流入した圧力流体が、ロータ２９０から張り出しているベーン２９５に作用することでトルクが発生し、ロータ２９０を回転駆動する。ロータ２９０を回転駆動した後の作動流体は、戻りポート２８３から排出される。
【０００４】
ここで作動流体として水等の低粘度流体を用いる前記平衡形ベーン式液圧モータにおいては、ロータ２９０の両側の軸受３０１，３１１部分から漏れ出る圧力流体を低圧側の戻りポート２８３へ戻すためバイパス流路２８５を設け、これによって高圧側のロータ収納部２８６内の作動流体を、両サイドクリアランス（ロータ２９０とフロント／エンドカバー３００，３１０間の隙間）Ｓの部分と両軸受３０１，３１１とを通過させ、バイパス流路２８５から戻りポート２８１に導く構造に構成している。これによって下記の効果が発生する。
【０００５】
▲１▼ロータ２９０の両側面の圧力は何れもほぼ戻りポート２８３の圧力となって均衡し、ロータ２９０に作用するスラスト方向（主軸３２０方向）の圧力はほぼ無くなり、ロータ２９０はカムケーシング２８０内でスラスト方向でバランスし、ロータ２９０とフロント／エンドカバー３００，３１０間の摺動に伴う摩擦損失（トルク損失）の軽減が可能になる。
【０００６】
▲２▼両軸受３０１，３１１に作動流体を導いたので、例え作動流体として水等の低粘度流体を使用しても、両軸受３０１，３１１の劣化を回避でき、主軸３２０及び両軸受３０１，３１１の耐久性を向上できる。
【０００７】
▲３▼シール内圧Ｐが小さく、シャフトシール３３０部分の主軸３２０に対する押し付け力が小さいので、この部分での摩擦による機械損失が発生せず、加えてシャフトシール３３０部分や主軸３２０の摩擦磨耗が発生せず、耐久性が向上する。
【０００８】
▲４▼両軸受３０１，３１１の周囲に液体溜まり部が出来ず、両軸受３０１，３１１の周囲の部分の作動液体も常に循環するので、この部分における作動流体の腐食や微生物発生の抑制が可能となる。
【０００９】
ところで前記ベーン式液圧モータのような回転形アクチュエータは種々の装置に利用され、その使用条件に応じて、出力軸（主軸）の回転方向が異なることや、両方向の回転が要求されることがある。
【００１０】
一般的に液圧モータの場合、モータを駆動するため必要な圧力流体を供給する配管と、モータからの流体排出用の配管とが必要になり、その接続口として、モータに「供給ポート」、「戻りポート」が各々設置される。前記図１に示すベーン式液圧モータにおいては、各ポート２８１，２８３はカムケーシング２８０に設置されている。
【００１１】
そして図１（ｂ）において、モータを矢印方向（右回転方向）に回転させる場合、図１（ｂ）の左側のポートを供給ポート２８１、右側のポートを戻りポート２８３として配管を行うため、カムケーシング２８０として図示のように右側のポート２８３とバイパス流路２８５とを連通するような部品を用いて、モータを組み立てる。
【００１２】
一方図１（ｂ）において、モータを矢印と反対方向（左回転方向）に回転させる場合、図１（ｂ）の右側のポートを供給ポート、左側のポートを戻りポート２８３として配管を行うため、カムケーシング２８０として左側のポートとバイパス流路２８５とを連通するような図とは異なる部品を用いて、モータを組み立てる必要がある。
【００１３】
なおもし図１（ｂ）に示す戻りポート２８３から作動流体を供給し、供給ポート２８１から排出するように構成した場合、シール内圧Ｐが大きくなるので、シャフトシール３３０の破損若しくは主軸３２０の磨耗促進、シャフトシール３３０の耐久性の劣化、バイパス流路２８５の効果の低下、等の諸問題を発生し、モータとしての機能が発揮できなくなる恐れがある。
【００１４】
このためこの平衡形ベーン式液圧モータは、回転方向毎にそれぞれ異なる部品を製作する必要があり、コスト増になってしまう。
【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ありその目的は、部品を交換しなくても出力軸（主軸）の回転方向を容易に変更できる両回転形のベーン式液圧モータを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、前記第一，第二ポートの他に作動流体を外部に排出するドレンポートを設けるとともに、前記ドレンポートとバイパス流路とを連通し、軸受部分から流出する作動流体をドレンポートから外部に排出するように構成することで、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１７】
また請求項２に記載の発明は、ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、前記カムケーシングに、ロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第一，第二ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記バイパス流路を低圧側となった何れか一方のポートに連通するポート切換機構を設置することで、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１８】
また請求項３に記載の発明は、前記第一，第二ポートに連通する第三，第四ポートと、前記ドレンポートに連通する連通孔とを有するブロックを請求項１に記載のベーン式液圧モータに搭載し、前記ブロックに、前記第三，第四ポート間を連通するロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第三，第四ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記ドレンポートに連通するバイパス流路を低圧側となった第三，第四ポートの内の何れか一方のポートに連通するポート切換機構を内蔵することで、前記第三，第四ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータである。
【００１９】
また請求項４に記載の発明は、前記ポート切換機構は、前記ロッドピン挿入孔の中央にその両側よりも内径を小さくしてなる小径部を設けることで小径部両端にシール面を設けるとともに、ロッドにはその両側にヘッド部を設けて両ヘッド部の前記シール面に対向する面にそれぞれシール面を設け、ロッドピン挿入孔の中間に前記バイパス流路を接続し、前記ロッドピン挿入孔の両側に接続したポートの内の何れかのポートが高圧になった場合は前記ロッドピン挿入孔内をロッドピンが低圧側のポートに向かって移動することで高圧側のロッドのシール面とこれに対向するロッド挿入孔のシール面とを面接触してシールして、前記バイパス流路と低圧側のポート間を連通するように構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のベーン式液圧モータである。
【００２０】
また請求項５に記載の発明は、前記ロッドピンのシール面とこれに対向するロッドピン挿入孔のシール面とが面接触する面は、平面状又はテーパ面状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のベーン式液圧モータである。
【００２１】
なお前記ロッドピンのシール面とこれに対向するロッドピン挿入孔のシール面とが面接触する少なくとも何れか一方のシール面を弾性部材にて形成すれば、さらにシール性が向上する。
【００２２】
また前記ロッドピンのヘッド部のロッドピン挿入孔内周面との摺動部の表面の少なくとも一部を、水等の低粘度流体での潤滑下において摩擦磨耗特性の優れている樹脂若しくはセラミック等の潤滑部材で形成すれば、ロッドピンの滑らかな動作を達成できる。
【００２３】
また前記ロッドピンのヘッド部のロッドピン挿入孔内周面との摺動部の表面に潤滑溝を形成すれば、ロッドピンの滑らかな動作を達成できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図２は本発明の第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１を示す図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＣ−Ｃ概略断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ概略断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）を上側から見た要部平面図（カムケーシング１０の部分のみ示す）である。同図に示すようにベーン式液圧モータ１−１は、カムケーシング１０内にロータ３０を回転自在に収納し、ロータ３０にはカムケーシング１０の内周面に接するベーン３５が挿入され、そのロータ３０及びベーン３５の両側をフロントカバー５０とエンドカバー６０で囲み、カムケーシング１０の両側のフロントカバー５０とエンドカバー６０内に設置された軸受５１，６１によってロータ３０に固定された主軸７０を回転自在に軸支して構成されている。カムケーシング１０には、カムケーシング１０のロータ収納部１１内に圧力流体（水等の低粘度流体からなる作動流体）を入出力する入出力ポートとなる第一ポート１３と第二ポート１５とが形成されている。第一ポート１３と第二ポート１５はそれぞれ流路１４と流路１６によってロータ収納部１１に接続されている。
【００２５】
一方ロータ３０の両側の軸受５１，６１の部分から漏れ出る作動流体を導入して低圧側に戻すバイパス流路８０を設け、これによって高圧側のロータ収納部１１内の作動流体を、両サイドクリアランス（ロータ３０とフロント／エンドカバー５０，６０の隙間）Ｓの部分と両軸受５１，６１とを通過させて、バイパス流路８０から下記するドレンポート１７に導くように構成している。バイパス流路８０を設けた理由は前記従来技術で述べた理由と同様である。
【００２６】
そして本実施形態においては、カムケーシング１０に、第一，第二ポート１３，１５の外に、ドレンポート１７を設け、このドレンポート１７に前記バイパス流路８０を連通している。ドレンポート１７は、バイパス流路８０側からの作動流体を外部に排出するものであり、例えばドレンポート１７に配管を接続することで軸受５１，６１側から流出してくる作動流体を独立に別途設けた図示しない作動流体貯留タンクに戻すようにする。この作動流体貯留タンクには第一，第二ポート１３，１５に接続した配管も導入される。そして第一，第二ポート１３，１５への流体の供給方向を切り換えることで、モータ（主軸７０）の両方向への回転が可能になる。以下具体的に説明する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、第一ポート１３を作動流体を供給する供給ポート、第二ポート１５を作動流体を排出する戻りポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第一ポート１３よりカムケーシング１０のロータ収納部１１内に流入した圧力流体は、ロータ３０から張り出しているベーン３５に作用することでロータ３０にトルクを発生させ、ロータ３０を矢印（右回転）方向に回転駆動する。ロータ３０を回転駆動した後の作動流体は、第二ポート１５から排出される。
【００２８】
一方図３に示すように、第一ポート１３を作動流体を排出する戻りポート、第二ポート１５を作動流体を供給する供給ポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ戻り配管と供給配管を行えば、第二ポート１５よりカムケーシング１０のロータ収納部１１内に流入した圧力流体は、ロータ３０から張り出しているベーン３５に作用することでロータ３０にトルクを発生させ、ロータ３０を矢印（左回転）方向に回転駆動する。ロータ３０を回転駆動した後の作動流体は、第一ポート１３から排出される。
【００２９】
そして上記何れの方向への回転の場合も、ロータ収納部１１内から両サイドクリアランスＳと両軸受５１，６１とを通過してバイパス流路８０に導出された作動流体は、ドレンポート１７に導かれ、ドレンポート１７に接続された配管を介して図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００３０】
つまり従来戻りポートへ連通させていたバイパス流路を、別途設けたドレンポートに連通させてバイパス流路通過流体を独立にドレンポートから排出するように構成したので、カムケーシング１０を変更しなくても、２つのポート１３，１５へ接続する配管を切り換えたり、方向切換弁を始めとするバルブの切換を行うだけで、容易にモータの回転方向を変更することができる。
【００３１】
〔第二実施形態〕
第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１には、第一，第二ポート１３，１５に加えて、ドレンポート１７が形成される。この場合、合計三種の配管が必要になり、新たに下記の問題が発生する。
【００３２】
▲１▼配管数が増えるため、限られたスペース内でのモータの設置時、配管が困難となる。
【００３３】
▲２▼配管スペースが大きくなる。
【００３４】
▲３▼継手部品等の配管部品が多くなるので、配管コストが大きくなる。
【００３５】
第二実施形態は、上記問題に対処するものである。図４は第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。同図において、前記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３６】
このベーン式液圧モータ１−２において前記第一実施形態と相違する点は、ドレンポート１７を設ける代わりに、第一，第二ポート１３，１５の流路１４，１６間を連通するロッドピン挿入孔９１を設け、このロッドピン挿入孔９１内にスライド自在にロッドピン９３を収納し、またロッドピン挿入孔９１内のロッドピン９３の両側にロッドピン９３両端を均一に弾発してロッドピン９３を中央位置に保持するスプリングからなる弾発手段９５，９５を収納し、ロッドピン挿入孔９１の両端をシールリング９７，９７を介してスプリング受け座９９，９９を取り付けて封止して構成されるポート切換機構を設置した点である。
【００３７】
ロッドピン挿入孔９１の中央はその両側部分よりも内径を小さくしてなる小径部９２を設けることでこの小径部９２の両端にシール面９２１，９２１を形成すると共に、この小径部９２をバイパス流路８０に接続し、またロッドピン９３両端にはロッドピン挿入孔９１を塞ぐ外径のヘッド部９３１，９３１を設けて両ヘッド部９３１，９３１の内側対向面（シール面９２１に対向する面）にそれぞれシール面９３３，９３３を設けている。またロッドピン９３中央部は小径部９２内を自在に移動できるように細く形成されている。１０１はロッドピン挿入孔９１とバイパス流路８０間を連結する孔を塞ぐ封止プラグである。
【００３８】
弾発手段９５の片端はスプリング受け座９９に固定され、また弾発手段９５の弾発力の条件は、
〔弾発手段９５の弾発力（最大）〕＜〔モータ最低駆動圧力〕×〔ロッドピン受圧面（ヘッド部９３１側面）面積〕
としている。
【００３９】
そして第一，第二ポート１３，１５に何ら作動流体が供給されていない場合は、図４に示すように、ロッドピン９３は中央位置に位置している。
【００４０】
またなお、ロッドピン９３の軸径は、
〔弾発手段９５の弾発力（最大）〕＋〔モータの最大駆動圧力〕×〔ロッドピン受圧面面積〕
の力が負荷されても、座屈などの変形や破損が発生しないよう、十分に耐えうる強度を有するよう設計、製作されている。またなお、ロッドピン９３の中央部と小径部９２間のクリアランス及びロッドピン９３の中央部とロッドピン挿入孔９１のクリアランスは、バイパス流路８０通過流体が最大流量の場合でも、ポート１３もしくはポート１５までの間で、背圧を持たないように設計されている。
【００４１】
次に第一ポート１３を作動流体を供給する供給ポート、第二ポート１５を作動流体を排出する戻りポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第一ポート１３側の作動流体の圧力が第二ポート１５側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、図５（ａ）に示すように、ロッドピン９３は第二ポート１５側に移動して行き、ロッドピン挿入孔９１の左側のシール面９２１とロッドピン９３のシール面９３３とが面接触してこの面接触部分をシールして停止する。これによって第一ポート１３側の作動流体は第二ポート１５側に漏洩しなくなる。またこのとき右側のヘッド部９３１は第二ポート１５の流路１６を越えており、バイパス流路８０と第二ポート１５（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第二ポート１５を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４２】
一方第一ポート１３を作動流体を排出する戻りポート、第二ポート１５を作動流体を供給する供給ポートとして両ポート１３，１５にそれぞれ戻り配管と供給配管とを行えば、第二ポート１５側の作動流体の圧力が第一ポート１３側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、図５（ｂ）に示すように、ロッドピン９３は第一ポート１３側に移動して行き、ロッドピン挿入孔９１の右側のシール面９２１とロッドピン９３のシール面９３３とが面接触してこの面接触部分をシールする。またこのとき左側のヘッド部９３１は第一ポート１３の流路１４を越えており、バイパス流路８０と第一ポート１３（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第一ポート１３を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４３】
これによって容易にモータの回転方向を変更することができるばかりか、ポートを増やすことがないので、前述の問題点も解消できる。
【００４４】
〔第三実施形態〕
第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２は、カムケーシング１０に複雑な多数の流路等を形成しなければならないので、その加工が複雑であり、また各部のメンテナンスも煩雑である。
【００４５】
第三実施形態は、上記問題に対処するものである。図６は第三実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−３の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。同図において、前記各実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４６】
このベーン式液圧モータ１−３において前記各実施形態と相違する点は、第二実施形態において設けたポート切換機構をカムケーシング１０とは別体のブロック１１０に内蔵し、このブロック１１０を第一実施形態にかかるベーン式液圧モータ１−１に搭載した点である。即ちこのブロック１１０には、第三，第四ポート１１３，１１５を設けてその反対側に連通孔１１４，１１６を開口し、また両連通孔１１４，１１６の間に別途連通孔１１７を設けている。またブロック１１０内には、前記第二実施形態のポート切換機構と同様に、第三，第四ポート１１３，１１５間を連通するロッドピン挿入孔９１を設けてロッドピン９３を挿入し、第三，第四ポート１１３，１１５間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピン９３を移動して前記連通孔１１７を低圧側となった何れか一方のポートに連通するようにポート切換機構を内蔵する。そしてこのブロック１１０を第一実施形態にかかるベーン式液圧モータ１−１と同じ構造のものに搭載して図示しない固定手段で固定すれば、ベーン式液圧モータ１−３が完成する。このとき各連通孔１１４，１１６，１１７は、それぞれ第一，第二ポート１３，１５とドレンポート１７に接続される。各接続部はＯリング等のシール手段１１９によってシールされている。
【００４７】
そして図６に示す中立状態から、第三ポート１１３に作動流体を供給し、第四ポート１１５から作動流体を排出するように両ポート１１３，１１５にそれぞれ供給配管と戻り配管を行えば、第三ポート１１３側の作動流体の圧力が第四ポート１１５側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、ロッドピン９３は第四ポート１１５側に移動し、バイパス流路８０と第四ポート１５（即ち戻りポート）間が連通し、バイパス流路通過流体は第四ポート１１５を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４８】
一方第三ポート１１３を戻りポート、第四ポート１１５を供給ポートとして両ポート１１３，１１５にそれぞれ戻り配管と供給配管とを行えば、第四ポート１１５側の作動流体の圧力が第三ポート１１３側の作動流体の圧力よりも大きくなるので、ロッドピン９３は第三ポート１１３側に移動して、バイパス流路８０と第三ポート１１３（即ち戻りポート）間は連通され、バイパス流路通過流体は第三ポート１１３を通じて図示しない作動流体貯留タンクに戻される。
【００４９】
これによって容易にモータの回転方向を変更することができ、またポートを増やすことがないので配管の這い回しが容易且つ簡単になり、さらにカムケーシング１０とブロック１１０とを別部材で加工することが可能となるので加工が容易になり加工コストを低くすることができ、また各部のメンテナンスが容易になる。
【００５０】
〔シール面９３３とシール面９２１による各種シール構造〕
水等の低粘性流体は、その物理的特性から僅かな隙間からでも多くの漏れが発生する。よってこれら流体を作動流体として用いる場合、シールを確実に行うことが必要となる。そこでロッドピン９３のシール面９３３とロッド挿入孔９２のシール面９２１とを以下のように構成した。
【００５１】
図７（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の一構成例を示す図である。同図に示す両シール面９２１，９３３は、これを平面状に形成することで両者を面接触させ、これによってそのシールが確実になるようにしている。
【００５２】
図８（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の他の構成例を示す図である。同図に示す両シール面９２１，９３３は、これをテーパ面状に形成することで両者が面接触するようにしている。両シール面９２１，９３３をテーパ面状に形成すれば、前記平面状に形成した場合に比べて接触面積が大きくなるので、シール性がさらに向上する。
【００５３】
図９（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の他の構成形を示す図である。この構成例においては、ロッドピン９３のシール面９３３を、弾性部材ｂを接合することによって構成している。弾性部材ｂとしてはプラスチックやゴム等を用いる。このように構成すれば、シール性がさらに向上する。なおシール面９３３の代わりにシール面９２１を弾性部材で構成しても良く、両シール面９３３，９２１を弾性部材で構成しても良い。
【００５４】
〔ロッドピン９３のヘッド部９３１の各種構成例〕
水等の低粘度流体は潤滑性が乏しいため、ロッドピン９３の滑らかな動作を達成するための方策が必要となる。そこで図１０（ａ）に示すように、ロッドピン９３のヘッド部９３１の部分全体を水潤滑下で摩擦磨耗特性（潤滑特性）の優れているセラミックや樹脂等からなる潤滑部材ａ１で構成したり、図１０（ｂ）に示すように、ヘッド部９３１の外周面（摺動部）にリング状の潤滑部材ａ２を取り付けたりする。これによってロッドピン挿入孔９１の内周面との摺接面となるヘッド部９３１の外周面の潤滑性が向上し、ロッドピン９３の滑らかな動作が得られる。なお前記リング状の潤滑部材ａ２の個数は二個に限定されない。また潤滑部材は上記形状・構造に限定されず、他の種々の形状・構造であっても良い。また潤滑部材はヘッド部９３１の外周面にコーティングするものであっても良い。
【００５５】
一方ヘッド部９３１の摺動部である外周面の潤滑を促進させるため、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、この外周面に潤滑溝ｂ１，ｂ２を形成しても良い。図１１（ａ）の潤滑溝ｂ１は矩形状であり、図１１（ｂ）の潤滑溝ｂ２は螺旋状である。もちろん潤滑溝の形成パターンはこれらに限るものではなく、潤滑を促進することができるパターンであればどのようなパターンであっても良い。また図１０（ａ），（ｂ）に示す潤滑部材ａ１，ａ２に加えて図１１（ａ），（ｂ）に示すような潤滑溝を形成すれば、さらに効果的にロッドピン９３の滑らかな動作を達成できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼第一ポートと第二ポートの他に作動流体を外部に排出するドレンポートを設けるとともに、ドレンポートとバイパス流路とを連通し、軸受部分から流出する作動流体をドレンポートから外部に排出するように構成したので、第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向を切り換えてもバイパス流路からの排水は常にドレンポートに対して行え、ロータの両方向への回転が可能になった。
【００５７】
▲２▼カムケーシング自体にポート切換機構を設けたので、カムケーシングに対して外部から接続する配管数が増えることなく、限られたスペース内でのモータの設置時でも配管が行え、また配管コストの低コスト化も図れる。
【００５８】
▲３▼ポート切換機構を内蔵したブロックをベーン式液圧モータに搭載したので、ベーン式液圧モータを構成するカムケーシングとブロックとが別部品で加工でき、加工が容易になって加工コストの低減化が図れるばかりか、各部のメンテナンスも容易になる。
【００５９】
▲４▼ロッドピンのシール面とロッドピン挿入孔のシール面との面接触する面を、平面状又はテーパ面状に形成したので、低粘度流体であっても、そのシールを確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は平衡形ベーン式液圧モータの構造を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面概略図、図１（ｃ）はカムケーシング２８０の部分を上側から見た要部平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−１を示す図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）を上側から見た図（カムケーシング１０の部分のみ示す）である。
【図３】ベーン式液圧モータ１−１を他の方向に回転する際の動作説明図である。
【図４】第二実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−２の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。
【図５】ベーン式液圧モータ１−２の動作説明図である。
【図６】第三実施形態にかかる両回転形のベーン式液圧モータ１−３の断面図（図２（ｂ）に相当する部分）を示す図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の一構成例を示す図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）はロッドピン９３とこれを挿入するロッドピン挿入孔９１の他の構成例を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の他の構成形を示す図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の滑らかな動作を達成するためのロッドピン９３の各種構成例を示す図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）はロッドピン９３の滑らかな動作を達成するためのロッドピン９３の各種構成例を示す図である。
【符号の説明】
１−１ 両回転形のベーン式液圧モータ
１０ カムケーシング
１１ ロータ収納部
１３ 第一ポート（入出力ポート）
１４ 流路
１５ 第二ポート（入出力ポート）
１６ 流路
１７ ドレンポート
３０ ロータ
３５ ベーン
５０ フロントカバー
５１ 軸受
６０ エンドカバー
６１ 軸受
７０ 主軸
８０ バイパス流路
Ｓ サイドクリアランス
１−２ 両回転形のベーン式液圧モータ
９１ ロッドピン挿入孔
９２ 小径部
９２１ シール面
９３ ロッドピン
９３１ ヘッド部
９３３ シール面
９５ 弾発手段
９１ シールリング
９９ スプリング受け座
１０１ 封止プラグ
１−３ 両回転形のベーン式液圧モータ
１１０ ブロック
１１３ 第三ポート（入出力ポート）
１１４ 連通孔
１１５ 第四ポート（入出力ポート）
１１６ 連通孔
１１７ 連通孔
１１９ シール手段
ｂ 弾性部材
ａ１ 潤滑部材
ａ２ 潤滑部材
ｂ１ 潤滑溝
ｂ２ 潤滑溝
Claims (5)
- ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、
前記第一，第二ポートの他に作動流体を外部に排出するドレンポートを設けるとともに、前記ドレンポートとバイパス流路とを連通し、軸受部分から流出する作動流体をドレンポートから外部に排出するように構成することで、
第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータ。 - ベーンを取り付けたロータをカムケーシング内に回転自在に収納し、前記ロータに作動流体を供給、排出する入出力ポートとなる第一，第二ポートを設けるとともに、ロータの主軸の軸受部分から作動流体を流出させるバイパス流路を設けたベーン式液圧モータにおいて、
前記カムケーシングに、ロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第一，第二ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記バイパス流路を低圧側となった何れか一方のポートに連通するポート切換機構を設置することで、
第一，第二ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータ。 - 前記第一，第二ポートに連通する第三，第四ポートと、前記ドレンポートに連通する連通孔とを有するブロックを請求項１に記載のベーン式液圧モータに搭載し、
前記ブロックに、前記第三，第四ポート間を連通するロッドピン挿入穴を設けてロッドピンを挿入し、第三，第四ポート間の作動流体の圧力の変化に応じてロッドピンを移動して前記ドレンポートに連通するバイパス流路を低圧側となった第三，第四ポートの内の何れか一方のポートに連通するポート切換機構を内蔵することで、
前記第三，第四ポートへの作動流体の供給、排出方向の切換でロータの両方向への回転を可能にしたことを特徴とするベーン式液圧モータ。 - 前記ポート切換機構は、前記ロッドピン挿入孔の中央にその両側よりも内径を小さくしてなる小径部を設けることで小径部両端にシール面を設けるとともに、ロッドにはその両側にヘッド部を設けて両ヘッド部の前記シール面に対向する面にそれぞれシール面を設け、ロッドピン挿入孔の中間に前記バイパス流路を接続し、
前記ロッドピン挿入孔の両側に接続したポートの内の何れかのポートが高圧になった場合は前記ロッドピン挿入孔内をロッドピンが低圧側のポートに向かって移動することで高圧側のロッドのシール面とこれに対向するロッド挿入孔のシール面とを面接触してシールして、前記バイパス流路と低圧側のポート間を連通するように構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のベーン式液圧モータ。 - 前記ロッドピンのシール面とこれに対向するロッドピン挿入孔のシール面とが面接触する面は、平面状又はテーパ面状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のベーン式液圧モータ。
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