JPS6032043B2 - 多段速油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多段遠油圧駆動装置に関する。

本発明の目的は基本構成は固定容量型のモータであって
も多段速を得ることができる新規な多段遠油圧駆動装置
を提供することである。

本発明によれば、油圧源と、前記油圧源から供給される
作動油により駆動される、作動容量が異なりかつ共通の
出力部を有する固定容量型の第１および第２の油圧モー
タ部と、前記油圧源と前記第１および第２の油圧モータ
部との間に配管接続され、該油圧源から供Ｖ給される作
動油の流れの方向を切換える方向切換弁と、前記方向切
換弁と前記第１および第２の油圧モータ部との間に配管
接続され、該方向切換弁から該第１および第２の油圧モ
ータ部への作動油の供ｖ給状態を切換える多段速切換弁
とを備え、前記多段速切襖弁は、その入力側が前記方向
切換弁の出力側にそれぞれ第１および第２の配管を介し
て接続され、かつその出力側が前記第１の油圧モータ部
の１対の給ａＥ油通路および前記第２の油圧モータ部の
１対の給排油通路にそれぞれ第３、第４、第５および第
６の配管を介して接続され、かつ該多段遠切換弁は、第
１の配管を該第３および第５の配管に接続し該第２の配
管を該第４および第６の配管に接続して該第１および第
２のモータ部に同方向の回転トルクを発生させる第１段
位贋と、該第１の配管を該第３の配管に接続し該第２の
配管を該第４、第５および第６の配管に接続して該第１
の油圧モータ部のみに回転トルクを発生させる第２段位
層と、該第１の配管を該第５の配管に接続し該第２の配
管を該第３、第４および第６の配管に接続して該第２の
油圧モータ部のみに回転トルクを発生させる第３段位層
と、該第１の配管を該第３および第６の配管に接続し該
第２の配管を該第４および第５の配管に接続して該第１
および第２の油圧モータ部に反対方向の回転トルクを発
生させる第４段位直とを有するように構成されているこ
とを特徴とする多段遠油圧駆動装置が提供される。

以下図面を参照して本発明の多段速油圧駆動装置の好適
実施例を説明する。

第１図および第２図には、本発明の多段速油圧駆動装置
の主要部を構成する、作動容量が異なりかつ共通の出力
部を有する固定容量型の第１および第２の油圧モータ部
を一体の多段速ラジアル型油圧モータで構成した例が示
されており、この多段速ラジアル型油圧モータは、本発
明の概念を袴開昭５１一５７００２号公報（公開日昭和
５１年５月１９日、特願昭４９一１３０４７１）に開示
された固定容量型のラジアル型油圧ポンプモータに適用
した例である。

多段遠はラジアル型油圧モータ全体を符号２で表示され
、油圧モータ２は偏０部４を有する固定軸６と、固定軸
６上に回転自在に装架された共通の出力部となるケーシ
ング８と、ケーシング８内に位置しかつ固定軸６の偏心
部４に回転自在に装架された２列のピストンシリンダ組
立体１０とを含む。ピストンシリンダ組立体１０の各列
は相互に異なった作動容量を有している。また固定軸６
には、ピストンシリンダ組立体１０の各列に対して独立
した油圧回路を形成する給排油通路装置１４が形成され
ている。固定鞠６、ケーシング８、ピストンシリンダ組
立体１０、給排油通路装置１４の各構成は、それらが本
発明の概念に従って修正された点を除いて、基本的には
上記特開昭５１一５７００２号公報に記載の固定容量ラ
ジアル型油圧モータと同じであるので、この油圧モータ
の有する利点をそのまま当該実施例の油圧モータ２も備
えていることに留意されたい。詳述すると、ピストンシ
リンダ組立体１０は、固定鞠６の偏Ｄ部４上に回転自在
にかつ液密的に鉄装されたシリンダブロック１６を含む
。

シリンダブロック１６には２列のシリンダ室１８Ａ，１
８Ｂが形成され、各列におけるシリンダ室の数は７個で
ある。シリンダ室１８Ａ，１８Ｂにはピストン２０Ａ，
２０Ｂが半径方向に往復動作自在に隊挿されている。シ
リンダ室１８Ａ，１８Ｂ内には図示のごとくスプリング
２２Ａ，２２８が配菱されピストン２０Ａ，２０Ｂはこ
のスプリング２２Ａ，２２Ｂにより常時半径方向外方に
弾力的に押圧されている。ピストン２０Ａ，２０Ｂの基
部には凹状球面２４Ａ，２４Ｂが形成され、この凹状球
面２４Ａ，２４Ｂにピストンシュー２６Ａ，２６Ｂの頭
部の凸状球面２８Ａ，２８Ｂが接触している。この構成
によりピストンシユー２６Ａ，２６Ｂはピストン２０Ａ
，２０８に対して凹状球面２４Ａ，２４Ｂおよび凸状球
面２８Ａ，２８Ｂを介して回動自在に接触することにな
る。なお、球面２４Ａ，２４Ｂと球面２８Ａ，２８Ｂと
の凹凸関係は逆でもよい。ピストンシュー２６Ａ，２６
Ｂの外側にはピストンシュ−の底部平面２９Ａ，２９Ｂ
に摺動自在に接触した内側平面３０を有するセグメント
３２が位置している。セグメント３２の外側面３４はケ
ーシング８の内周面と一致した形状にされており、従っ
てセグメント３２は第２図に示すように横断面が半月状
をしている。セグメント３２の横断面における内外平面
３０の方向はケーシング８の直径に直角とされ、またそ
の内外平面３０の中心はピストン２０Ａ，２ＯＢの最上
位層にてピストン２０Ａ，２０Ｂおよびピストンシュ−
２６Ａ，２６Ｂの中心線に合致するものとされている。
ピストンシュー２６Ａ，２６Ｂの底部平面２８Ａ，２８
Ｂにはピストン２０Ａ，２０Ｂの有効受圧面積とほぼ等
しい面積の油圧凹所３６Ａ，３６Ｂが形成され、油圧凹
所３６Ａ，３６Ｂはピストン２０Ａ，２０８およびピス
トンシユー２６Ａ，２６８に形成された通路３８Ａ，３
８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを介してシリンダ室１８Ａ，１８
Ｂに蓮通し、シリンダ室内に生ずる油圧が導かれるよう
になっている。

この油圧凹所の圧力バランス作用によりピストンシユー
２６Ａ，２６Ｂはほとんど摩擦力のない状態でセグメン
ト３２の内側平面３０上の滑動することが可能である。
シリンダブロック１６の相対する側面には摺動自在に一
対の円板状の保持板４２，４４が配設されている。

保持板４２，４４は外周部分に案内溝４６が形成され、
この案内溝４６にセグメント３２の端部に突設された突
起４８が係合してセグメント３２をケーシング８の内周
面に対して半径方向に保持すると共にこの内周面に沿っ
て円周方向に案内するようになっている。保持板４２，
４４にはさらに図示のごとく案内孔５０が形成され、案
内孔５０は、シリングブロック１６に鉄挿されたピン５
２の両端に取付けられたローラ５４に係合している。案
内孔５０の直径はローラ５４の直径と偏心量の２倍との
和に等しくされシリンダブロックが偏心して回転しても
保持板４２，４４の回転をケーシング８と向Ｄ‘こ保持
するようになっている。この構成によりシリンダブロツ
ク１６の回転は保持板４２，４４を介してもセグメント
３２に伝わることになり、シリンダブロツク１６とセグ
メント３２の回転運動を確実に同期せしめることができ
る。このように保持板４２，４４は通常の運転時におい
てシリンダピストン組立体の各部材の位置関係を保持し
つつ安定した回転運動を保障する他、ケーシング８が何
らかの外部の拘束力を受けて急停止した場合には、セグ
メント３２の外側面３４をケーシング８の内周面に摺動
せしめることによりセグメント３２および保持板４２，
４４を含むシリンダピストン組立体全体をケーシング８
に対して回動せしめることになり、従って急停止の衝撃
を吸収することにも役立つ。給費Ｅ油通路装置１４は、
固定軸６の偏心部４に各々相対して形成された２対の溝
部５６Ａ，５８Ａ，５６Ｂ，５８Ｂと、一端で溝部５６
Ａ，５８Ａ，５６Ｂ，５８Ｂにそれぞれ閉口し他端で固
定軸６の取付端面６川こ閉口するように固定軸６内に形
成された２対の給費Ｅ油通路６２Ａ，６４Ａ，６２Ｂ，
６４Ｂとを含む。溝部５６Ａ，５８Ａは、シリンダブロ
ック１６の回転時一方の対の給擬油通路６２Ａ，６４Ａ
とシリンダブロツク１６に形成された７個のシリンダ室
１８Ａとの間を蓮通を制御する回転スライド弁として機
能するように、これらシリンダ室１８Ａと蓮通可能に形
成され、溝部５６Ｂ，５８８は、同様にシリンダブロッ
ク１６の回転時他方の対の給費Ｅ油通路６２Ｂ，６４Ｂ
とシリンダブロック１６に形成された７個のシリンダ室
１８８との間の運速を制御する回転スライド弁として機
能するように、これらシリング室１８Ｂと蓬通可能に形
成されている。従ってピストンシリンダ組立体１０の各
列に対して相互に独立した油圧回路６２Ａ−５６Ａ−１
８Ａ−５８Ａ−６４Ａおよび６２８一５６８一１８Ｂ一
５８Ｂ−６４Ｂが形成される。ピストンシリンダ組立体
の各列の作動容量を違えるためピストン２０Ａの受圧面
積はピストン２０８の受圧面積２０Ｂの受圧面積よりも
大きくされている。

これによってピストン２０Ａを含む組立体の作動容量Ｄ
，はピストン２０Ｂを含むものの作動容量Ｄ２よりも大
きい。なお作動容量を違えるためには各列のピストン本
数を変えてもよい。第３図に示すように、給費Ｅ油通路
装置１４の、給排油通路６２Ａ，６４Ａ，６２８，６４
Ｂには固定軸６の取付端面６０に接続された配管６６Ａ
，６８Ａ，６６Ｂ，６８Ｂを介して４段速切換弁７０が
接続されている。

４段遠切換弁７０にはまた方向切換弁７２が配管７４，
７６を介して接続され、方向切襖弁７２には油圧源とな
るポンプ７８を含む配管８０と戻り用の配管８２が接続
され、配管８０，８２はそれぞれタンク８４に至ってい
る。

４段遠切換弁７０は、配管７４を配管６６Ａ，６６Ｂに
接続し配管７６を配管６８Ａ，６８Ｂに接続する第１段
位暦と、配管７４と配管６６Ａに接続し配管７６を配管
６６Ｂ，６８Ａ，６８Ｂに接続する第２段位層と、配管
７４を配管６６Ｂに接続し配管７６を配管６６Ａ，６８
Ａ，６８Ｂに接続する第３段位層と、配管７４を配管６
６Ａ，６８８に接続し配管７６を配管６６Ｂ，６８Ａに
接続する第４段位層とを有する構成とされている。

方向切換弁７２は、配管８０を配管７４に接続し配管８
２を配管７６に接続する正回転位置と、配管８０を配管
８２に接続し配管７４，７６を閉じる中立位置と、配管
８０を配管７６に接続し配管８２を配管７４に接続する
逆回転位置とを有する構成とされている。以上の構成に
より４段遠切換弁７０の切換により２列のピストンシリ
ンダ組立体１０に対して４種類の油圧回路の組合わせを
得ることができ、組立体各列の作動容量○，，Ｄ２が異
なることあいまって、Ｄ，十Ｄ２，Ｄ，，Ｄ２，Ｄ，一
Ｄ２の作動容量に相当する低速から高速への４段遠を得
ることができ、また方向切換弁７２の切換により各４段
遠を可逆とすることができる。以下簾傘図ないし第仇図
を参照して、４段速切換弁７０と方向切換弁７２の各位
暦の８種類の組合せにおいて形成される油圧回路および
発生する回転トルクについて具体的に説明する。

第４ａ図は４段遠切襖弁７０が第１段位層にあり方向切
襖弁７２が正しい回転位置にある組合わせを示す。この
組合わせにおいて、ピストン２０Ａを含む作動容量Ｄ，
のピストンシリンダ組立体の列に対しては作動油が通路
６２Ａより流入し通路６４Ａより流出する油圧回路が形
成され、作動容量Ｄ，に比例する時計方向の回転トルク
が成生される。またピストン２０Ｂを含む作動容量Ｄ２
のピストンシリンダ組立体の列に対しては作動油が通路
６２Ｂより流入し通路６４Ｂより流出する油圧回路が形
成され、作動容量Ｄ２に比例する時計方向の回転トルク
が成生される。従ってこの場合発生する回転トルク方向
が同じなので全体として作動容量Ｄ，十○２のラジアル
型油圧モータと見ることができ、Ｄ，十Ｄ２に比例した
時計方向の回転トルクを生じる。第４ｂ図は第４ａ図に
おいて方向切換弁７２を逆回転位置に配置したもので、
この場合ピストンシリンダ組立体１０の各列に対する作
動油の流れる方向は共に第４ｂ図の場合の反対になり、
Ｄ，十○２に比例した反時計万向に回転トルクが生じる
。第４ｃ図においては４段遠切換弁７０が第２段位層に
方向切換弁７２が正回転位置に配置されている。

この場合、作動容量Ｄ，のピストンシリンダ組立体の列
に対しては作動油が通路６２Ａより流入し通路６４Ａよ
り流出する油圧回路が形成され、作動容量Ｄ．に比例す
る時計方向の回転トルクを生じる。また作動容量Ｄ２の
ピストンシリンダ組立体の列に対しては通路６２Ｂ，６
４Ｂが共に戻り用の配管８２に接続される非作動油圧回
路が形成され、従ってこの組立体に回転トルクは生じな
い。従って全体として作動容量Ｄ，のラジアル型油圧モ
ー夕と見ることができ、Ｄ，に比例した時計方向の回転
トルクを生じる。第４ｄ図は第４ｃ図において方向切換
弁７２を逆回転位置に配置したもので、作動容量Ｄ，の
ピストンシリンダ組立体の列に対しては作動油の流れが
第４ｃ図と逆になりＤ，に比例した反騰計万向の回転ト
ルクを生じ、作動容量Ｄ２のピストンシリンダ組立体の
列に対しては通路６２Ｂ，６４Ｂが共に作動油供給用の
配管８川こ接続されることにより非作動油圧回路が形成
され、従って全体として作動容量Ｄ，に比例した反時計
方向の回転トルクを生じる。第４ｅ図においては４段速
切換弁７０が第３段位層に方向切換弁７２が正回転位置
に位置付けられている。

この場合、作動容量Ｄ，のピストンシリンダ組立体の列
に対しては通路６２Ａ，６４Ａが共に戻り用の配管８２
に接続される非作動油圧回路が形成され、従ってこの組
立体には回転トルクは生じない。他方作動容量Ｄ２のピ
ストンシリング組立体の列に対しては作動油が通路６２
Ｂより流入し通路６４Ｂより流出する油圧回路が形成さ
れ、作動容量Ｄ２に比例する反時計方向の回転トルクが
成生される。従って全体として作動容量Ｄ２のラジアル
型油圧モータと見ることができ、Ｄ２に比例した時計方
向の回転トルクを生じる。第４ｆ図は第４ｅ図において
方向切換弁７２を逆回転位置に配置したもので、作動容
量Ｄ，のピストンシリンダ組立体の列に対しては通路６
２Ａ，６４Ａが共に作動油供給用の配管８０に接続され
ることにより非作動油圧回路が形成され回転トルクが生
じず、作動容量Ｄ２のピストンシリンダ組立体の列に対
しては作動油の流れが第４ｅ図の場合と逆になり、Ｄ２
に比例した反時計方向の回転トルクを生じ、従って全体
としてＤ２に比例した反時計万向の回転トルクを生じる
。第４ｇ図においては、４段遠切換弁７０が第４段位直
にあり方向切換弁７２が正回転位直にある組合わせが示
されている。

この組合わせにおいて、ピストン２０Ａを含む作動容量
Ｄ，のピストンシリンダ組立体の列に対しては作動油が
通路６２Ａより流入し通路６４Ａより流出する油圧回路
が形成され、作動容量Ｄ，に比例する時計方向の回転ト
ルクが成生される。他方ピストン２０Ｂを含む作動容量
Ｄ２のピストンシリング組立体の列に対しては作動油が
通路６４Ｂより流入し通路６２Ｂより流出する流れ逆方
向の油圧回路が形成され、作動容量Ｄ２に比例する反時
計方向の回転トルクが成生される。従ってこの場合発生
する回転トルクの方向が反対なので全体として作動容量
Ｄ，一Ｄ２のラジアル型油圧モータと見ることができ、
Ｄ，一Ｄ２に比例した時計方向の回転トルクが生じる。
第４ｈ図は第４ｇ図において方向切襖弁７２を逆回転位
置に配置したもので、この場合ピストンシリンダ組立体
１０の各列に対する作動油の流れる方向は共に第４ｈ図
の場合と反対になり、Ｄ，一Ｄ２に比例した反時計方向
の回転トルクが生じる。なお４段速を順次低速から高速
へと変化させるためには、Ｄ，十Ｄ２＞Ｄ，＞Ｄ２＞Ｄ
，一Ｄ２となるようにピストンシリンダ組立体の各列の
作動容量Ｄ，，Ｄ２の値を適当に選べばよい。

また作動容量の特殊な場合としてＤ，＝Ｄ２＝Ｄとする
と作動容量２ＤとＤに相当する２段遠が得られる。なお
以上の実施例においては、作動容量が異なりかつ共通の
出力部を有する固定容量型の第１および第２の油圧モー
タ部として一体の多段速ラジアル型油圧モータを用いた
が、作電動容量の異なる普通の固定容量型の油圧モータ
を２個用いそれらを出力部が共通となるよう組合わせて
もよい。

以上明らかな通り本発明の多段遠油圧駆動装置によれば
、作動容量が異なりかつ共通の出力部を有する固定容量
型の第１及び第２の油圧モータ部を、多段速切換弁及び
方向切換弁を介して油圧源に接続し、多段速切換弁で方
向切換弁から第１及び第２の油圧モータ部への作動油の
供給状態を切換えるようにしたので、モー夕の基体構造
を固定容量型としながら容易に多段遠を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段遠油圧駆動装置の好適実施例にお
ける多段遠ラジアル型油圧モータの断面図、第２図は左
半分が第１図のＯＡ−ＯＡ線に沿った断面を示し右半分
が第１図のＯＢ−ＯＢ線に沿った断面を示す断面図、第
３図は第１図に示した多段遠ラジアル型油圧モータにお
けるピストンシリンダ組立体の各列に対する給教通路を
、４段遮切換弁および方向切換弁とに配管した本発明の
多段遠油圧駆動装置の全体を示す油圧回路図、および第
４ａ図ないし第４ｈ図は４段選切換弁とをそれらの各位
贋に動かした場合の作動油の流れおよび生ずる回転トル
クを示す第３図と同様な図である。 才１図 矛３図 ガ４ｃ図 矛２図 矛４ａ図 矛 ４ｂ図 券 ４ｄ図 才４ｅ図 才４ｆ図 才 ４ｇ図 分４ｈ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧源と、前記油圧源から供給される作動油により
   駆動される、作動容量が異なりかつ共通の出力部を有す
   る固定容量型の第１および第２の油圧モータ部と、前記
   油圧源と前記第１および第２の油圧モータ部との間に配
   管接続され、該油圧源から供給される作動油の流れの方
   向を切換える方向切換弁と、前記方向切換弁と前記第１
   および第２の油圧モータ部との間に配管接続され、該方
   向切換弁から該第１および第２の油圧モータ部への作動
   油の供給状態を切換える多段速切換弁とを備え、前記多
   段速切換弁は、その入力側が前記方向切換弁の出力側に
   それぞれ第１および第２の配管を介して接続され、かつ
   その出力側が前記第１の油圧モータ部の１対の給排油通
   路および前第２の油圧モータ部の１対の給排油通路にそ
   れぞれ第３、第４、第５および第６の配管を介して接続
   され、かつ該多段速切換弁は、第１の配管を該第３およ
   び第５の配管に接続し該第２の配管を該第４および第６
   の配管に接続して該第１および第２のモータ部に同方向
   の回転トルクを発生させる第１段位置と、該第１の配管
   を該第３の配管に接続し該第２の配管と該第４、第５お
   よび第６の配管に接続して該第１の油圧モータ部のみに
   回転トルクを発生させる第２段位置と、該第１の配管を
   該第５の配管に接続し該第２の配管を該第３、第４およ
   び第６の配管に接続して該第２の油圧モータ部のみに回
   転トルクを発生させる第３段位置と、該第１の配管を該
   第３および第６の配管に接続し該第２の配管を該第４お
   よび第５の配管に接続して該第１および第２の油圧モー
   タ部に反対方向の回転トルクを発生させる第４段位置と
   を有するように構成されていることを特徴とする多段速
   油圧駆動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記第１および第２の油圧モータ部が、２列
   のピストンシリンダ組立体を含む一体の多段速ラジアル
   型油圧モータである多段速油圧駆動装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記多段速ラジアル型油圧モータのピストン
   シリンダ組立体は、固定軸の偏心部上に回転自在にかつ
   液密的に嵌装されたシリンダブロツクと、前記シリンダ
   ブロツクに半径方向に往復動可能に嵌挿されかつばね装
   置によつて常時半径方向外方に弾圧されてる２列のピス
   トンと、前記ピストンの基部に凹状球面および凸状球面
   を介して回動可能に接触せしめられたピストンシユーと
   、前記ピストンシユーの底部平面に摺動自在に接触せし
   められかつその反対側が回転自在なケーシングの内周面
   に一致した形状の横断面半月状のセグメントとを含み、
   前記ピストンシユーの底部平面には前記ピストンの有効
   受圧面積とほぼ等しい面積を有しかつ前記シリンダブロ
   ツクのシリンダ室に連通した油圧凹所が形成されている
   多段速油圧駆動装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記シリンダブロツクの相対する側面に摺動
   自在に一対の保持板が配段されており、前記保持板の外
   周部分には案内溝が形成されこの案内溝に前記セグメン
   トの端部突起が係合しており、前記保持板にはさらに案
   内孔が形成され前記シリンダブロツクに嵌挿されたピン
   の両端のローラがこの案内孔に係合しており、前記案内
   孔の直径が前記ローラの直径と偏心量の２倍との和に等
   しくされている多段速油圧駆動装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記多段速ラジアル型油圧モータの固定軸に
   は、該固定軸の偏心部に各々相対して形成された２対の
   溝部と、一端で前記２対の溝部に開口し他端で該固定軸
   の取付端面に開口するように該固定軸内に形成された２
   対の給排油通路とを含む給排油通路装置が設けられ、前
   記２対の溝部は各々、前記シリンダブロツクの回転時前
   記２対の給排油通路の各々と前記シリンダブロツクの各
   列のシリンダ室との間の連通を制御する回転スライド弁
   として機能するように、該各列のシリンダ室と連通可能
   に形成されこれにより前記ピストンシリンダ組立体の各
   列に独立した油圧回路を形成している多段速油圧駆動装
   置。 ６ 特許請求の範囲第２項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記ピストンシリンダ組立体の各列のピスト
   ンの受圧面積に差をもたせて該組立体の各列の作動容量
   を異なるものとした多段速油圧駆動装置。 ７ 特許請求の範囲第２項に記載の多段速油圧駆動装置
   において、前記ピストンシリンダ組立体の各列のピスト
   ン本数を違えて該組立体の各列の作動容量を異なるもの
   とした多段速油圧駆動装置。