JPS61279780A - 流体圧モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 分野 気体や、水、作動油等の液体の動力を利用して軸を回転
または回動させる流体圧モータに関する。

従来技術 従来の油圧モータは、技術進歩とともに作動油の高圧化
、回転の高速化、次に低騷音化、そして作動油の汚染耐
性、最近では高含水作動液化、省エネルギー化をめざし
て開発されてきた。

しかしながら前記各開発要素に対する技術進歩は頭打ち
を呈している。まず作動油の高圧化については、モータ
構成部材の材料疲労限界に制約されているので、モータ
の機構を変えない限り大きな向上は望めない。そしてこ
の作動油を高圧化できないということは、油圧モータの
効率向上を妨げる要因の１つでもある。

次に作動油の汚染については、ベーンポンプを例にとる
と１０μｍの鉄粉が数ｍｇ／ｌ混入しても寿命が急減す
るものである。従来の油圧モータは、作動油の経路内に
モータ構成部材の摺動する部分を機構上火然的に有して
いる。ゆえに作動油汚染はさけられないものであつた。

そしてこの作動油汚染によるモータ構成部材の摩耗が起
り作動油もれ量が増えモータの効率は■次低下するもの
であつた。

そして従来の油圧モータの効率は、良好な条件において
もモータ構成部材の摺動する機械的摩擦、油の粘性抵抗
等の為にの８０％程度であつた。

目的 本発明は新規なる機械の流体圧モータを提供するもので
あり、効率の向上を生なる問題点として発明されたもの
である。

手段 軸を回転可能にケースに支持し、軸のまわりに周方向つ
まり螺旋形または渦巻形の流路を設け、流路内には流体
抵抗物を設け、流路には常に流体が供給されるように給
入口から流路まで構成して、流体圧モータを構成する。

ここで流体抵抗とは、流動抵抗と粘性抵抗とを意味する
。流体が障害物を迂回する場合には圧力が減少しており
、障害物はその前後の圧力差の抵抗力を受ける。これを
流動抵抗という。

次に流体が固体面上を流れる場合には、流体が固体から
摩擦を受け流体の流れが剪断され境界層を生じ流体の流
速は減少し、固体面は流体の粘性と流速に相関した抵抗
力を受ける。これを粘性抵抗という。具体例をあげるな
らば、境界層領域の多い幅の狭い流路、突起物、格子、
多孔質特質、フイルター等のものをいう。

作用 上記構成の流体圧モータを構成することにより、動圧力
を有する作動流体が常時流路に供給され、流路内の流体
抵抗物は作動流体から周方向に流体抵抗力を受け、その
力で軸が回転力を得るものである。このとき軸に発生す
る回転力つまりトルクの概算は、流路内で作動流体が損
失した圧力値と、流路断面積と、軸と流路間の距離と、
の積で与えられる。

実施例 本発明の実施例を図１Ａ、Ｂを参照にして説明する。ケ
ース１に軸２を軸受３、３により固定し、ケース１内の
軸２両端の外周には溝４、４を設け、溝４、４に対応す
るケース１の内面にはシール５…と給入口６と排出口７
を設け、両溝４、４の間には螺旋状の流路８を設け、流
路８内には適宜間隔をあけて格子９を設け、流体圧モー
タを構成する。

第２図は第２の実施例である。中空軸の一端に肉厚の円
板を一体化した軸２′を形成し、軸２′を軸受３′、３
′によりケース１′に固定し、円板の外面中心に二重の
スイベル１０を設け、外側スイベル１０Ａから円板外周
へと渦巻状に流路８′を設け、流路８′末端と中心スイ
ベル１０Ｂとを連通し、流路８′には流体抵抗を設け、
流体圧モータを構成する。

第３図は第３の実施例である。第２の実施例と概略は同
じであり、中心にスイベル１０′′が設けられ、外周に
向かつて流路８′′が設けられ、流路８′′末端は外周
に開放している。

第４図は第４の実施例である。半円形の板材１１に軸２
を設け、板材１１をケース１′′′内に固定し、板材１
１の外周に流路溝１２を設け、流路溝１２には流体抵抗
を設け、ケーシング内の流路溝１２に接する部分には給
入口６′′′と排出口７′′′を設けて流体圧モータが
構成される。

次にかかる流体圧モータの作動を説明する。

まずポンプ１４からホース１３を介して給入口６へ接続
し、作動流体を給入する。作動流体はポンプ１４、ホー
ス１３、給入口６を通り、軸２外周の溝４に充満し、そ
して螺旋形の流路８へと流入していく。作動流体は、流
路８内の格子９によつて圧力損失を受けながら溝４へ到
達し、排出口７、ホース１３、タンク１５へと排出され
る。これら作動流体が格子９に与える流体抵抗力によつ
て軸２が回転する。

第２、３、４の実施例についても同様である。第３の実
施例では排出口が開放しているが、構造が単純化される
ので空気を作動流体とする場合に適する。また発明を実
施するうえで、流体抵抗物が設けられた流路の給入口と
排出口は近ずけて設けた方がよい。第１の実施例のよう
に一重の螺旋状流路では、流体抵抗力は回転力だけでな
く、軸方向への押圧力としても働いてしまうからである
。ゆえに二重の螺旋状の流路とするなど給入口と排出口
を近ずけて設けた方がよい。

ちなみに流体圧モータの流路部分の製造法について述べ
ておく。第１の実施例を例として、まず軸２の溝４、４
の間の外周に螺旋状の溝を切削する。次にその溝の全体
に流体抵抗物を溶接、はめ込み等により固定する。そし
て軸と係合する円筒管をかぶせて製造する。軸と円筒管
の係合は、熱膨脹収縮を利用した係合や、互いにテーパ
をつけた係合等が考えられる。他の製造法としては、流
体抵抗物を考備えたホース、管を軸に巻きつけて全体的
に接着、溶接することにより製造される。あるいは多孔
質金属の製造に利用される熱に強く薬剤で解ける化学物
質を、螺旋形に形成して鋳型に置き鋳物を形成し、薬剤
にて化学物質を融解させて製造してもよい。

効果 本発明の流体圧モータは、従来の流体圧モータと比較し
て単純な構造であり、給入口、排出口以外に回転を妨げ
る摩擦、粘性等の力を受ける部分はなく、非常に効率が
高い。また低速化に適しており、機構的に作動流体の流
通路に不連続な圧力差を生じている部分はないので、従
来以上に作動流体を高圧化できる。構造上鉄粉を生じた
りする作動油汚染を発生させず、仮にひどく作動油汚染
しても一切影響を受けない。

高含水作動液化に対しても、本発明の流体圧モータは、
作動流体の流動抵抗と粘性抵抗によつて回転力を得るの
で、粘性の少ない高含水作動油や、気体であつても作動
流体として使用できる。また逆にコールタールのように
粘性の高い作動流体であつても使用可能である。そして
構造が単純ゆえに故障しにくく、作動流体の急激な加圧
や、駆動対象の回転抵抗の急激な変化にも耐える。回転
方向についても流通路の流れ方向を逆にすればそのまま
逆回転させることができる。また流体圧モータの大型化
、形状の変更が容易である。

かかる多々の利点をもつゆえに、低回転高出力のモータ
を必要とされる土木建設機械や、高出力と逆転可能性を
必要とされる構造物、装置の旋回装置用のモータとして
も有望であり、その応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明実施の例１の正面図、第１図Ｂは例１
の一部断面側面図、第２図Ａは例２の正面図、第２図Ｂ
は例２の一部断面側面図、第３図Ａは例３の正面図、第
３図Ｂは例３の一部断面側面図、第４図は例４の正面図
である。 １……ケース、２……軸、３……軸受、４……溝、５…
…シール、６……給入口、７……排出口、８……流路、
９……格子、１０……スイベル、１０Ａ……外側スイベ
ル、１０Ｂ……内側スイベル、１１……板材、１２……
流路溝、１３……ホース、１４……ポンプ、１５……タ
ンク、１６……逆回転防止器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸を回転可能にケースに支持し、作動流体の給入排出口
   を備え、作動流体のエネルギーで軸を回転あるいは回動
   させる流体圧モータにおいて、軸の周に沿って流路を設
   け、該流路内には流体抵抗物を設け、給入口と流路は常
   に連通状態となるように構成された流体圧モータ。