JPH0510248A - アキシヤルピストンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンパクトな構成でモータ休止時におけるシャ
フトの空転を確実に防止でき、モータ性能を損なうこと
も回避できるアキシャルピストンモータの実現。 【構成】シャフト２の軸心ｍ上であって軸端部２ａに臨
む部位に、シャフト２と直接係合してその回転方向の挙
動を禁止するブレーキ機構１０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラッククレーンのブ
ーム旋回用モータや走行用モータとして、あるいは広く
一般の油圧機器用モータ等として利用可能なアキシャル
ピストンモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、アキシャルピストンモータの
一種である斜板形ピストンモータを示している。このも
のは、ケーシング１０１内に回転可能に配設したシリン
ダブロック１０２と、このシリンダブロック１０２の対
向位置に配設され回転軸心ｑを前記シリンダブロック１
０２の回転軸心ｐに対して傾斜させてなる案内保持体た
るシュー１０３と、基端部を前記シリンダブロック１０
２に設けたシリンダ穴１０２ａ内にスライド可能に嵌挿
し球面状先端部を前記シュー１０３に設けた図示しない
球面受座に回動可能に嵌装してなる複数のピストン１０
４とを具備してなる。そして、シリンダ穴１０２ａ内に
形成される各空間Ｓのうち容積が増大しつつある側に第
１のポート１０５又は第２のポート１０６を通じて高圧
の作動油を送り込むことにより、ピストン１０４をシリ
ンダ穴１０２ａから突出する方向に付勢し、その反力で
シリンダブロック１０２をシュー１０３とともに同期回
転させて、その際の回転力をシャフト１０７を介して取
り出し、仕事を終えた油を容積が減少しつつある空間Ｓ
から第２のポート１０６又は第１のポート１０５を介し
て排出するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のモ
ータでは、作動油が送り込まれていない状態でシャフト
１０７に負荷側から回転力が作用した場合に、モータが
逆にポンプ作用を営みながら空転することがある。この
ため、何らかのブレーキ機構を設けておかないと、モー
タに接続される負荷、例えばクレーンのブーム等に予測
しない動きを許容し、重大な事故に発展させる危険性が
ある。そこで、シャフト１０７の空転を抑止するため
に、モータに図示のようなブレーキ機構１１０を備えて
いる場合がある。このブレーキ機構１１０は、ケーシン
グ１０１の外周に、パイロット圧が導入されることによ
りピストン１１１を後退付勢しパイロット圧が消失する
ことによりピストン１１１を前進付勢するシリンダ１１
２を配設し、このシリンダ１１２に外部で発生させたパ
イロット圧を導入することで、シリンダブロック１０２
の外周等角位置に設けた凹溝１０２ａに選択的にピスト
ン１１１を係合させ、その位置でモータ休止時における
シャフト１０７の回転を禁止するようにしている。しか
るに、このブレーキ機構１１０を採用するとケーシング
１０１の外周に大きな出っ張りを作ることになるため、
モータの取付スペースを増大させて取付けに大きな制約
をもたらす不都合を生じる。また、そのブレーキ機構１
１０により発現されるブレーキ力の反力をケーシング１
０１の剛性により受け止めなければならないため、ケー
シング１０１の外周の肉厚を厚くする必要が生じ、モー
タ本体の大形化につながる欠点がある。さらに、シリン
ダブロック１０２の外周に部分的にブレーキ力を作用さ
せるため、該シリンダブロック１０２のシャフト１０７
周りの荷重分布がアンバランスになり、各部位の組付精
度を低下させて、例えばピストン１０４の摺動抵抗の増
大を招いたり、容積空間Ｓのシール性の劣化を招いたり
してモータ性能を低下させる不都合にも発展する。これ
らの不都合は斜軸形のピストンモータにおいても全く同
様である。

【０００４】本発明は、これらの不都合を伴うことな
く、休止時にシャフトの空転を有効に防止できるように
したアキシャルピストンモータを提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。

【０００６】すなわち、本発明に係るアキシャルピスト
ンモータは、この種のモータとしての一般的な構成を備
えてなるものにおいて、シャフトの軸心上であって軸端
部に臨む部位に、シャフトと直接係合してその回転方向
の挙動を禁止するブレーキ機構を設けたことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】ブレーキ機構をシャフトの軸端部に臨んで配設
するためには、ケーシングのリヤカバーに貫通孔を設
け、この貫通孔を介してブレーキ機構がシャフトに対し
接離するように構成すればよい。しかして、リヤカバー
には元来、中心から偏位した部位に第１、第２のポート
が開口しており、これらのポートには外部配管が接続さ
れているため、リヤカバーの中心部およびその軸心上の
近傍空間は無駄空間となっていることが多い。このた
め、この部位にブレーキ機構を取り付けることはモータ
の組付けスペースを増大させることにならないことが一
般的に言える。しかも、リヤカバーには元々厚肉なもの
が使用されているため、ブレーキ機構により発現される
ブレーキ力の反力はこのリヤカバーで十分に受け止め得
ることになり、リヤカバーを更に厚肉化しなければなら
ないといった不都合を伴うこともない。さらに、シャフ
トはシリンダブロックや案内保持体を介さずに軸心上に
おいて直接ブレーキ機構により固定されるため、シリン
ダブロック等のシャフト周りの荷重分布をアンバランス
にすることがなく、ピストンの摺動抵抗の増大や、容積
空間のシール性の劣化をもたらすこともない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照
して説明する。

【０００９】このアキシャルピストンモータは、斜軸形
のもので、ケーシング１内に回転可能に配設したシャフ
ト２と、このシャフト２に同期機構３を介して同期回転
可能に連結されその回転軸心ｎを前記シャフト２の回転
軸心ｍに対して傾斜させてなるシリンダブロック４と、
このシリンダブロック４の対向位置においてシャフト２
の軸心ｍ周りにスプライン結合されてなる案内保持体た
るトルクプレート５と、基端部を前記シリンダブロック
４に設けたシリンダ穴４ａ内にスライド可能に嵌挿し球
面状先端部を前記トルクプレート５に設けた球面受座５
ａに回動可能に嵌装してなる複数のピストン６とを具備
してなる。そして、モータを図２中Ｘ方向に回転させた
いときは、シリンダ穴４ａ内に形成される空間Ｓのうち
容積が増大しつつある空間Ｓに第１のポート７及び第１
のまゆ形溝７ａを介して高圧の作動油を送り込むことに
より、ピストン６をシリンダ穴４ａから突出する方向に
付勢し、その反力でトルクプレート５、シャフト２をＸ
方向に回転させ、その際の回転力をシャフト２を介して
取り出し、更にシリンダブロック４を同じＸ方向に同期
回転させ、仕事を終えた油を容積が減少しつつある空間
Ｓから第２のまゆ形溝８ａ及び第２のポート８を介して
ポンプ外に排出するようにしている。また、モータを図
２中Ｙ方向に回転させたいときは、容積が増大しつつあ
る空間Ｓに第２のポート８及び第２のまゆ形溝８ａを介
して高圧の作動油を送り込むことにより、ピストン６を
シリンダ穴４ａから突出する方向に付勢し、その反力で
トルクプレート５、シャフト２をＹ方向に回転させ、そ
の際の回転力をシャフト２を介して取り出し、更にシリ
ンダブロック４を同じＹ方向に同期回転させ、仕事を終
えた油を容積が減少しつつある空間Ｓから第１のまゆ形
溝７ａ及び第１のポート７を介してポンプ外に排出する
ようにしている。９ｃはドレンポートである。

【００１０】このような構成において、本実施例は、前
記シャフト２の軸心ｍ上であって負荷が接続されない側
の軸端部２ａに臨む部位に、そのシャフト２と直接係合
して回転方向の挙動を禁止するブレーキ機構１０を設け
ている。このブレーキ機構１０は、前記ケーシング１に
接合されているリヤカバー９の端面９ａに固設され内部
をリヤカバー９の貫通孔９ｂ内に連通させてなるシリン
ダ１０ａと、このシリンダ１０ａ内に進退可能に嵌合保
持されたピストン１０ｂと、このピストン１０ｂに対し
て進退方向の挙動のみを許容し回転方向の挙動を禁止す
るガイドピン１０ｃと、前記ピストン１０ｂをシャフト
２の軸端部２ａ方向に前進付勢するスプリング１０ｄ
と、パイロット圧Ｐｉが導入された場合に前記ピストン
１０ｂをスプリング１０ｄの弾性付勢力に抗して後退付
勢するためのパイロットポート１０ｅとを備えている。
なお、前記シャフト２の軸端部２ａと前記ピストンの先
端部１０ｆには、図４及び図５に示すように互いに係合
し合う溝１１及び突条１２が形成されている。そして、
前記パイロットポート１０ｅに、図１及び図２に示すシ
ャトル弁１３を介してモータ内部からパイロット圧Ｐｉ
を導くようにしている。シャトル弁１３は、リヤカバー
９内に埋設されたもので、対面配置した第１、第２のシ
ート部１３ａ、１３ｂの間に遊動可能にボール１３ｃを
包持しており、第１のシート部１３ａの中心部に第１の
内部流路１３ｄを介して第１のポート７の油圧を導くと
ともに、第２のシート部１３ｂの中心部に第２の内部流
路１３ｅを介して第２のポート８の油圧を導いている。
そして、第１のポート７（第２のポート８）側の油圧が
第２のポート８（第１のポート７）側の油圧よりも相対
的に高圧となったときに、ボール１３ｃを第２のシート
部１３ｂ（第１のシート部１３ａ）側に押し付け、その
状態で第１のポート７（第２のシート部８）側の作動油
を内部通路１３ｆを介して前記パイロットポート１０ｅ
に導くようにしている。図６はそれらの液圧回路を模式
的に示したものである。この図において、二点鎖線内は
モータ本体部を示しており、第１、第２のポート７、８
には外部の切換弁１４が接続されている。切換弁１４
は、三位置切換弁で、センタブロック位置を中心にし
て、右行位置で第１のポート７に高圧源１５を接続する
とともに第２のポート８をタンク１６に開放し、左行位
置で第２のポート８に高圧源を接続するとともに第１の
ポート７をタンク１６に開放し得るようになっている。

【００１１】次に、本実施例の作動を説明する。先ず、
切換弁１４が右行位置にあるときは、第１のポート７に
高圧源１５が接続され第２のポート８がタンク１６に開
放される。このため、シャトル弁１３において第１のポ
ート７側の圧液が選択的に取り出され、パイロット圧Ｐ
ｉとしてブレーキ機構１０のパイロットポート１０ｅに
導かれる。そして、ピストン１０ｂをスプリング１０ｄ
に抗して後退付勢し、シャフト２の軸端部２ａに形成さ
れている溝１１とピストン１０ｂの先端部１０ｆに形成
されている突条１２との係合を解除して、その状態を保
持する。このため、シャフト２は図２中Ｘ方向へ回転す
ることができる。また、切換弁１４が左行位置にあると
きは、第２のポート８に高圧源１５が接続され第１のポ
ート７がタンク１６に開放される。このため、シャトル
弁１３において第２のポート８側の圧液が選択的に取り
出され、パイロット圧Ｐｉとしてブレーキ機構１０のパ
イロットポート１０ｅに導かれる。そして、ピストン１
０ｂをスプリング１０ｄに抗して後退付勢し、シャフト
２側の溝１１とピストン１０ｂ側の突条１２との係合を
解除して、その状態を保持する。このため、シャフト２
は図２中Ｙ方向へ回転することができる。一方、切換弁
１４が中立位置に保持されているときは、第１、第２の
ポート７、８がともにブロックされ、シャトル弁１３に
作動油が導かれなくなる。このため、パイロットポート
１０ｅのパイロット圧Ｐｉが消失し、ピストン１０ｂが
スプリング１０ｄに押圧されて、例えば突条１２をシャ
フト軸端部２ａの溝１１以外の部位に当接させたとす
る。この状態で負荷側からシャフト２が回されると、モ
ータは配管内の僅かな油を吸い込んでポンプ作用をしよ
とするが、僅かでも回転すると供給油が不足するため、
空転することになり、適当な角度だけ回転するとピスト
ン１０ｂ側の突条１２とシャフト２側の溝１１とが係合
し、シャフト２にロックが掛かることになる。図示構成
では係合に至るまでに最大１８０°の回転を許容するこ
とになるが、クレーンのブーム旋回用モータ等としての
用途では図６に示すように負荷（ブーム）との間に通常
２００〜３００程度の減速比を有する減速機が介設され
るので、シャフト２が１８０°回転してもブームに許容
する勝手な挙動は極めて僅かなもので済ませることがで
きる。

【００１２】このような構成のものであると、ブレーキ
機構１０を図３に示すようにリヤカバー９の中心部であ
って第１、第２のポート７、８間にコンパクトに収納す
ることができ、何ら取付スペースを増大させることにな
らずに済む。しかも、リヤカバー９は従来からブレーキ
機構１０の反力を十分受け止めるに足る肉厚を有してい
るので、肉厚を更に厚くしなければならないといった不
都合を伴うこともない。さらに、シャフト２をシリンダ
ブロック４やトルクレプート５を介さずに軸心ｍ上にお
いて直接ブレーキ機構１０により固定する構造であるの
で、シリンダブロック４やトルクプレート５のシャフト
２周りの荷重分布をアンバランスにすることがなく、ピ
ストンの摺動抵抗の増大や、空間Ｓのシール性の劣化を
もたらすこと等も回避することができる。このため、こ
のピストンモータを利用すると、コンパクトな構成でモ
ータ休止時におけるシャフト２の回転を確実に防止する
ことができ、モータ性能を損なう不具合も回避すること
ができる。

【００１３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、ブームの旋回誤差等に応じ
て、図７に示すように９０°毎に係合する溝１１ａおよ
び突条１２ａを設けたり、図８に示すように６０°毎に
係合する溝１１ｂおよび突条１２ｂを設けたりすること
もできる。この際、溝をブレーキピストン１０ｂ側に設
け、突条をシャフト２側に設けてもよいのは勿論であ
る。また、上記実施例では第１、第２のポート７、８か
らシャトル弁１３を介して高圧を導くようにしている
が、図９に示すようにリヤカバー９にパイロットポート
１０ｅに連通する接続ポート１７を設け、この接続ポー
トに図１０及び図１１に示すように外部からパイロット
圧を導入するようにしてもよい。さらに、本発明を斜板
形のピストンモータに適用できるのは勿論である。その
他、ブレーキ機構の構造なども本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形が可能である。

【００１４】

【発明の効果】本発明のアキシャルピストンモータは、
シャフトの軸心上であって軸端部に臨む部位にシャフト
と直接係合してその回転方向の挙動を禁止するブレーキ
機構を設けたものである。このため、モータの組付けス
ペースを増大させることがなく、ブレーキ機構の事実上
の取付場所となるリヤカバーの厚肉化を招くこともな
く、ピストンの摺動抵抗の増大や容積空間のシール性の
劣化をもたらすこともない。この結果、本発明のアキシ
ャルピストンモータを利用すると、コンパクトにして休
止時におけるシャフトの空転を確実に防止することがで
き、モータ性能を損なうことも回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体縦断面図。

【図２】図１におけるII-II 線断面図。

【図３】同実施例におけるリヤカバー端面図。

【図４】同実施例におけるブレーキ機構の係合部を示す
図。

【図５】図４におけるV-V 線断面図。

【図６】同実施例と等価な油圧回路図。

【図７】本発明の他の実施例を示す図５に対応した図。

【図８】本発明の他の実施例を示す図５に対応した図。

【図９】本発明の他の実施例を示す図２に対応した図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す図６に対応した
図。

【図１１】本発明の他の実施例を示す図６に対応した
図。

【図１２】従来例を示す図１に対応した図。

【符号の説明】

１…ケーシング ２…シャフト ２ａ…軸端部 ４…シリンダブロック ４ａ…シリンダ穴 ５…案内保持体（トルクプレート） ６…ピストン ７…第１のポート ８…第２のポート １０…ブレーキ機構 ｍ、ｎ…回転軸心 Ｓ…空間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】ケーシング内に回転可能に配設したシリン
   ダブロックと、このシリンダブロックの対向位置に配設
   され回転軸心を前記シリンダブロックの回転軸心に対し
   て傾斜させてなる案内保持体と、基端部を前記シリンダ
   ブロックに設けたシリンダ穴内にスライド可能に嵌挿し
   先端部を前記案内保持体に連結してなるピストンとを具
   備してなり、シリンダ穴内に形成される各空間のうち容
   積が増大しつつある空間に第１のポート又は第２のポー
   トを通じて高圧の作動流体を送り込むことにより、ピス
   トンをシリンダ穴から突出する方向に付勢し、その反力
   でシリンダブロック又は案内保持体を回転させて、その
   際の回転力をシャフトを介して取り出し、仕事を終えた
   流体を容積が減少しつつある空間から第２のポート又は
   第１のポートを介して排出するように構成されたアキシ
   ャルピストンモータにおいて、 前記シャフトの軸心上であって軸端部に臨む部位に、シ
   ャフトと直接係合してその回転方向の挙動を禁止するブ
   レーキ機構を設けたことを特徴とするアキシャルピスト
   ンモータ。