JP2000303961A - 可変容量形アキシャルピストンモータの吸収量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数が少なく構成が簡単でケーシングから
の突出がなく破損しにくい可変容量形アキシャルピスト
ンモータの吸収量制御装置を提供する。 【解決手段】該モータ１の吸収量制御装置のコントロー
ルピストン７の大径端部２４の周囲に環状の凹溝２５を
設け、該コントロールピストンのボア２６に連続し且つ
該ピストン７の大径端部が出没して該凹溝が開閉される
制御室２７を形成し、該モータのカウンタ圧力をチェッ
ク弁３１と第１絞り２８及びこれよりも充分小さい第２
絞り２９を介してタンクへ導くカウンタ圧力導入回路３
０を設けて該第１、第２絞りの中間の圧力を該凹溝に導
入した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイルショベル等
の主として車両走行用に使用される可変容量形アキシャ
ルピストンモータの速度を制御する吸収量制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホイルショベル等の走行用に可変
容量形アキシャルピストンモータが使用されており、該
モータの負荷圧が小さいときは、該モータの吸収量を小
さくしてその速度（回転数）を上げるように吸収量制御
装置により制御するのが一般的である。その具体的一例
は図１及び図２に示す如くであり、可変容量形アキシャ
ルピストンモータａの出力軸ｖと一体のシリンダブロッ
クｂに、該モータａのケーシングｃに形成したボアｄ内
を摺動し且つ該モータの作動回路圧が作用する大径と小
径の受圧面ｅ、ｆを備えた該シリンダブロックｂの吸収
量を調整するコントロールピストンｇを連結する。

【０００３】該大径の受圧面ｅには、図３に示したよう
に、導入回路ｈを介して該作動回路圧を導くようにし、
該導入回路ｈには、該作動回路圧が作用した制御面ｉを
有するスプールｊを備えたサーボ弁ｋを設け、該スプー
ルｊに、調整可能な調整スプリングｌの力と、該大径の
受圧面と対向して該ピストンに設けたフィードバックス
プリングｍの力とを同方向に作用させ、該サーボ弁ｋに
より該導入回路ｈへの作動回路圧の導入と該導入回路ｈ
のタンクｓへの接続を制御する。該コントロールピスト
ンｇは、該大径の受圧面と対向して設けたプランジャー
からなる移動制御手段ｎにより、その大径の受圧面方向
の移動距離が制限される。

【０００４】該モータａは、カウンタバランス弁ｑを介
在させた作動回路ｏ、ｐを介して走行用エンジンで回転
される可変容量形油圧ポンプ（図示してない）に接続さ
れ、該作動回路圧は、該作動回路ｏ、ｐ間に設けたシャ
トル弁ｒから抽出回路ｔを介して抽出される。

【０００５】該作動回路ｏに該油圧ポンプから流体が供
給されると、該カウンタバランス弁ｑは位置Ｉに切り換
わる。この場合、シャトル弁ｒから抽出される作動回路
圧が大きいと、該サーボ弁ｋのスプールｊがその制御面
ｉに作用する作動回路圧によりフィードバックスプリン
グｍをたわめて移動し、作動回路圧が導入回路ｈを介し
て大径の受圧面ｅに導入されるため、該コントロールピ
ストンｇが該シリンダブロックｂの吸収量を増大させる
ように移動する。その結果、該モータａは低速で回転す
る。該ピストンｇは、制御面ｉに発生する力と該大径の
受圧面ｅに発生する力とが釣り合った位置でその移動が
停止する。

【０００６】また、抽出された作動回路圧が小さいと、
該スプールｊは調整スプリングｌの力に押されて図示の
位置へ移動し、該導入回路ｈがタンクｓに接続されるた
めに大径の受圧面ｅに発生する力がなくなり、該コント
ロールピストンｇはフィードバックスプリングｍの力に
押されて該シリンダブロックｂの吸収量を小さくするよ
うに移動する。

【０００７】該モータａが車両走行用に使用されている
場合、作動回路圧の大きい車両の起動時には、上記の吸
収量制御装置の制御作動により該モータａの出力軸ｖが
低速大トルクで回転し、車両が加速されて作動回路圧が
小さくなると、該モータａは高速低トルクで回転するか
ら、加速状態に応じて自動的に車速を制御できる。通
常、該出力軸ｖは減速機ｗを介して走行装置に連結され
る。更に、走行制御として、加速時に影響を与えないで
減速時にエンジンブレーキを利きやすくすることが好ま
しく、そのために、該コントロールピストンｇの大径の
受圧面ｅに適当な間隔を存して対向したピストンからな
るリターダ用ストロークリミッタｕを設け、該リミッタ
ｕにカウンタ圧力回路ｘからのカウンタ圧力を作用させ
て該モータａの吸収量を増やしている。該カウンタ圧力
には、減速によって作動回路に発生する圧力が利用さ
れ、図示の例では該モータａの流出側の作動回路ｐとカ
ウンタバランス弁ｑの間に発生する圧力が利用される。
また、該減速機ｗの減速比が大きいとき（１速時）に該
リミッタｕが作動すると、エンジンブレーキが利きすぎ
て車両の減速時のショックが大きいので、減速比が小さ
いとき（２速時）だけ該リミッタｕが作動するように、
該カウンタ圧力導入回路ｘに、減速比に応じて開閉する
開閉弁ｙを介在させ、図４に示すような出力軸の回転特
性を得ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】該モータａの吸収量制
御装置は、その回転の減速制御を行うために、コントロ
ールピストンｇにピストン状のリターダ用ストロークリ
ミッタｕを設けてカウンタ圧力を受けているが、該リミ
ッタｕやこれを収めるケースが必要で部品点数が多く組
立も煩雑でコスト高になる欠点がある。また、該リミッ
タｕは、該コントロールピストンｇにストロークを確実
に与えるための長さとカウンタ圧力に耐え得る丈夫さが
必要であって比較的大型になるため、ケーシングｃの一
側から突出してしまう。該モータａは、その出力軸ｖを
水平にしてホイルショベルなどの車両の底部に取り付け
るのが一般的であり、地面と接近しているから不整地な
どの突起に衝突しやすく、突出した該リミッタｕが損傷
すると車両の走行に支障をきたして好ましくない。

【０００９】本発明は、部品点数が少なく構成が簡単で
ケーシングからの突出がなく破損しにくい可変容量形ア
キシャルピストンモータの吸収量制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、可変容量形
アキシャルピストンモータのシリンダブロックに、該モ
ータのケーシングに形成したボア内を摺動し且つ該モー
タの作動回路圧が作用する大径と小径の受圧面を備えた
該シリンダブロックの吸収量を調整するコントロールピ
ストンを連結し、該大径の受圧面へ該作動回路圧を導く
導入回路に、該作動回路圧が作用した制御面を有するス
プールを備えたサーボ弁を設け、該制御面に発生する力
と対向させて、調整可能な調整スプリングの力と、該大
径の受圧面と対向して該ピストンに設けたフィードバッ
クスプリングの力とを該スプールに作用させ、該サーボ
弁により該導入回路への作動回路圧の導入と該導入回路
のタンクへの接続を制御し、該コントロールピストンの
大径の受圧面方向の移動距離を制御する移動制御手段を
設けた吸収量制御装置に於いて、該コントロールピスト
ンの大径の受圧面を形成した大径端部の周面に環状の凹
溝を設け、該コントロールピストンのボアに連続し且つ
該大径端部が出没して該凹溝が開閉される制御室を形成
し、該モータのカウンタ圧力をチェック弁と第１絞り及
び該第１絞りよりも充分小さい第２絞りを介してタンク
へ導くカウンタ圧力導入回路を設けて該第１、第２絞り
の中間の圧力を該凹溝に導入し、該コントロールピスト
ンが該アキシャルピストンモータの吸収量を増大する該
小径の受圧面方向へ移動してその吸収量が最大と最小の
中間まで移動すると該凹溝と該制御室の接続が遮断され
ることにより、上記の目的を達成するようにした。該カ
ウンタ圧力の抽出点から該凹溝へのカウンタ圧力導入回
路に開閉弁を設けることが有利である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図５及び図６に於いて、符号１は可変容
量形アキシャルピストンモータを示し、該モータ１は、
ケーシング２を内外に延びる出力軸３の一端に設けた駆
動板４と、該駆動板４に頭部を嵌着した複数本のピスト
ン５が出没するシリンダブロック６と、該シリンダブロ
ック６を出力軸３に対して傾斜させるためのコントロー
ルピストン７と、該ケーシング２の内面に形成した円弧
状凹溝８に沿って摺動自在で且つシリンダブロック６の
後端に接したレンズ状のコントロールプレート９とを備
え、該ピストン７と該プレート９はピン１０により互い
に連結され、該ピストン７がケーシング２の内部を移動
することにより該出力軸３とシリンダブロック６との角
度すなわち傾転角が変更される。該傾転角の変更でシリ
ンダブロック６の吸収量すなわち該モータ１の吸収量が
変更される。

【００１２】該シリンダブロック６には、図７に示した
ように、車両のエンジン１１で駆動された可変容量形油
圧ポンプ１２から、カウンタバランス弁１５や方向制御
弁、リリーフ弁その他の制御機器を備えた作動回路１
３、１４に接続したコントロールプレート９の２つのポ
ート（図示してない）の一方を介して作動流体が供給さ
れる。該ピストン５は、作動流体の圧力でシリンダブロ
ック６から押し出されて出力軸３を回転させ、仕事の終
えた作動流体はもう一方のポートから作動回路１４を介
してタンク１６へと戻る。

【００１３】該コントロールピストン７は、シャトル弁
３７を介して抽出された該モータ１の作動回路圧が作用
する大径の受圧面１７と小径の受圧面１８を備えてお
り、該大径の受圧面１７へ作動回路圧を導く導入回路１
９に、該作動回路圧が作用した制御面２０を有するスプ
ール２１を備えたサーボ弁２２を設け、該制御面２０に
発生する作動回路圧による力と対向させて、調整可能な
調整スプリング３５の力と、該ピストン７の大径の受圧
面１７と対向して設けたフィードバックスプリング２３
の力とを該スプール２１に作用させ、該サーボ弁２２の
作動により該導入回路１９へ作動回路圧を導入するか或
いは該導入回路１９をタンク回路３６を介してタンク１
６へ接続するかの制御を行い、該コントロールピストン
７及びシリンダブロック６の移動を制御し、該モータ１
の吸収量が制御される。

【００１４】こうした構成は、従来の吸収量制御装置も
備えるところであるが、本発明では、必要に応じて該吸
収量を制御するために、該コントロールピストン７の大
径の受圧面１７を形成した大径端部２４の周囲に環状の
凹溝２５を設け、該ピストン７が摺動するボア２６に連
続し且つ大径の受圧面１７の断面積と同じ面積で該大径
端部２４が出没して該凹溝２５が開閉される制御室２７
を形成した。そして、該モータ１のカウンタ圧力をチェ
ック弁３１、第１絞り２８及び該第１絞りよりも充分に
絞り面積の小さい第２絞り２９を介してタンク１６へ導
くカウンタ圧力導入回路３０を設け、該第１、第２絞り
２８、２９の中間の圧力が該大径の受圧面１７に作用す
るようにした。該コントロールピストン７が吸収量の減
少方向へ移動し、該凹溝２５と制御室２７の間の接続が
閉じられると、カウンタ圧力が該制御室２７に入らなく
なり、コントロールピストン７は停止する。

【００１５】該カウンタ圧力は、図７の作動回路１３に
油圧ポンプ１２からの流体が供給される場合は、作動回
路１４にカウンタバランス弁１５により発生するので、
チェック弁３１を介して該作動回路１４から凹溝２５へ
カウンタ圧力を導くようにした。該作動回路１４のカウ
ンタ圧力の抽出点から制御室２７までのカウンタ圧力導
入回路３０に開閉弁３２を介在させ、該モータ１の出力
軸３が減速機３３を介してホイール等の走行手段３４に
連結されている場合には、減速機３３の減速比の選択に
連動して該開閉弁３２を開閉させることを可能にした。

【００１６】車両走行に適用した図示の実施例の作動を
説明すると、該油圧ポンプ１２から作動回路１３に作動
流体が供給された場合、油圧モータ１を回転させ作動回
路１４からタンク１６へと作動流体が戻る。該油圧モー
タ１の回転は、減速機３３を介して走行手段３４に伝達
され、車両が走行する。車両の起動時及び低速走行時に
は比較的大きな作動回路圧が作動回路１３に発生し、そ
の作動回路圧の作用によりサーボ弁２２の制御面２０に
発生する力が、調整スプリング３５の力よりも大きい
と、スプール２１が移動して導入回路１９に作動回路圧
を導入し、コントロールピストン７の大径の受圧面１７
に作動回路圧が作用する。該コントロールピストン７の
小径の受圧面１８にも作動回路圧が作用しており、両受
圧面１７、１８の面積差により発生する推力で該コント
ロールピストン７がシリンダブロック６の吸収量を大き
くするように移動する。これにより、該モータ１は車両
の走行状態に応じた低速大トルクで回転する。サーボ弁
２２のスプール２１は、該コントロールピストン７の移
動を伝達するフィードバックスプリング２３の力により
釣合位置まで押し戻される。

【００１７】車両が加速されて作動回路圧が減少する
と、該サーボ弁２２のスプール２１が調整スプリング３
５に押されて該導入回路１９をタンク１６へ接続するの
で、該大径の受圧面１７にはタンク圧が作用するように
なり、小径の受圧面１８に作用する作動回路圧で該コン
トロールピストン７がシリンダブロック６の吸収量を小
さくするように制御室２７へ進入するように移動する。
これにより該モータ１は高速低トルクで回転し、車速が
速くなる。

【００１８】車両の減速機を２速（減速比小）にした場
合は、該開閉弁３２が開かれ、カウンタ圧力を該コント
ロールピストン７の凹溝２５へ導くように準備される。
この凹溝２５が開いた状態にあるとき、アクセルペダル
を離すと油圧ポンプ１２からの流量が減少し、作動回路
１４の圧力が作動回路１３よりも高まり、カウンタ圧力
が発生する。該凹溝２５が制御室２５に開いているので
チェック弁３１を介してカウンタ圧力が大径の受圧面１
７に作用するため、コントロールピストン７が吸収量を
増大する方向に強制的に押され、該凹溝２５と制御室２
７が閉じられる位置で停止し、吸収量が最大と最小の中
間になり、該モータ１の吸収トルクが大きくなってエン
ジンブレーキが利きやすくなる。なお、絞り２８は、絞
り２９よりも充分大きくし、コントロールピストン７を
該モータ１の吸収量を大きくする方向に押すことを妨げ
ないようにする。減速機を１速（減速比大）にした場合
は、該開閉弁３２を閉じておくことにより、チェック弁
３１からのカウンタ圧力が大径の受圧面１７に導入され
ないので、強制的な吸収量の増大が行われず、低速時に
エンジンブレーキが利き過ぎることによるショックの発
生がない。該モータ１の吸収量とモータ入口圧力の関係
は、図４に示した従来のものとほぼ同様になる。

【００１９】該コントロールピストン７の大径端部２４
の周囲に環状の凹溝２５を形成し、カウンタ圧力導入回
路３０にチェック弁３１と第１、第２絞り２８、２９を
設ける構成は、従来の複雑な構造のピストン状のリター
ダ用ストロークリミッタを設ける構成に比べて簡単に製
作でき、大径端部方向の装置の長さをケーシング２から
突出しないように短くし得、該モータ１を車両の下部に
取り付けても、吸収量制御装置が不整地に衝突して損傷
する不都合が生じにくい。

【００２０】具体的一例において、大径端部２４の直径
を２８ｍｍに設定した場合、第１絞り２８の直径を１．
４ｍｍ、第２絞り２９の直径を１ｍｍに形成することに
より、通常のエンジンブレーキ操作により発生する圧力
の中間の圧力で該コントロールピストン７をそのストロ
ークの中間の位置まで移動させることができ、吸収量を
減少させ車速を増大させる作動にも支障がなかった。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によるときは、可変
容量形アキシャルピストンモータの吸収量制御装置を構
成するコントロールピストンの大径端部の周面に環状の
凹溝を設け、該ピストンのボアに連続させ且つ該大径端
部が出没して該凹溝が開閉される制御室を形成し、該モ
ータのカウンタ圧力をタンクへ導くカウンタ圧力導入回
路に設けた第１、第２絞りの中間の圧力を該凹溝に導入
したので、小型で且つ部品点数の少ない簡単な構成で吸
収量を最大と最小の中間とする位置に該ピストンを移動
させることができ、該ピストンの移動を制御する構成部
材を該モータのケーシング内に収めて外部への突出を避
けれるから、該モータへの衝突による該制御装置の損傷
を防げ、該制御装置の組立も容易で安価に製作できる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の可変容量形アキシャルピストンモータの
吸収量制御装置の截断側面図

【図２】図１の左側面図

【図３】図１の吸収量制御装置を使用した制御回路の線
図

【図４】吸収量とモータ入口圧力の関係図

【図５】本発明の実施の形態を示す截断側面図

【図６】図５の右側面図

【図７】図５の吸収量制御装置を使用した制御回路の線
図

【符号の説明】

１ 可変容量形アキシャルピストンポンプ、２ ケーシ
ング、３ 出力軸、５ピストン、６ シリンダブロッ
ク、７ コントロールピストン、１３・１４ 作動回
路、１６ タンク、１７ 大径の受圧面、１８ 小径の
受圧面、１９ 導入回路、２０ 制御弁、２１ スプー
ル、２２ サーボ弁、２３ フィードバックスプリン
グ、２４ 大径端部、２５ 凹溝、２６ ボア、２７
制御室、２８第１絞り、２９ 第２絞り、３０ カウン
タ圧力導入回路、３１ チェック弁、３２ 開閉弁、３
５ 調整スプリング、３６ タンク回路、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量形アキシャルピストンモータのシ
   リンダブロックに、該モータのケーシングに形成したボ
   ア内を摺動し且つ該モータの作動回路圧が作用する大径
   と小径の受圧面を備えた該シリンダブロックの吸収量を
   調整するコントロールピストンを連結し、該大径の受圧
   面へ該作動回路圧を導く導入回路に、該作動回路圧が作
   用した制御面を有するスプールを備えたサーボ弁を設
   け、該制御面に発生する力と対向させて、調整可能な調
   整スプリングの力と、該大径の受圧面と対向して該ピス
   トンに設けたフィードバックスプリングの力とを該スプ
   ールに作用させ、該サーボ弁により該導入回路への作動
   回路圧の導入と該導入回路のタンクへの接続を制御し、
   該コントロールピストンの大径の受圧面方向の移動距離
   を制御する移動制御手段を設けた吸収量制御装置に於い
   て、該コントロールピストンの大径の受圧面を形成した
   大径端部の周面に環状の凹溝を設け、該コントロールピ
   ストンのボアに連続し且つ該大径端部が出没して該凹溝
   が開閉される制御室を形成し、該モータのカウンタ圧力
   をチェック弁と第１絞り及び該第１絞りよりも充分小さ
   い第２絞りを介してタンクへ導くカウンタ圧力導入回路
   を設けて該第１、第２絞りの中間の圧力を該凹溝に導入
   し、該コントロールピストンが該アキシャルピストンモ
   ータの吸収量を増大する該小径の受圧面方向へ移動して
   その吸収量が最大と最小の中間まで移動すると該凹溝と
   該制御室の接続が遮断されることを特徴とする可変容量
   形アキシャルピストンモータの吸収量制御装置。
2. 【請求項２】上記カウンタ圧力の抽出点から上記凹溝へ
   のカウンタ圧力回路に開閉弁を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の可変容量形アキシャルピストンモータ
   の吸収量制御装置。