JP2001003847A - 回転流体圧装置 - Google Patents
回転流体圧装置Info
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- drive shaft
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/103—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
- F04C2/104—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement having an articulated driving shaft
-
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
-
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C15/0084—Brakes, braking assemblies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で低コストの駐車ブレーキを備えたジェ
ロータモータを提供する。 【解決手段】 ジェロータギヤセット15の前方に配置さ
れたバルブ機構41を含む形式のジェロータモータ用の一
体型ブレーキアセンブリを提供する。ジェロータスター
部材31の軌道及び回転運動は、後方に延びるブレーキ部
107を含む駆動軸51によって出力軸43に伝達される。こ
のモータは、ブレーキ部107が挿入されるブレーキ室73
を形成するエンドキャップアセンブリ21を含む。ブレー
キ室73内に円筒状のブレーキ部材91が配置され、ブレー
キ部材91は、ロックピストン75と摩擦係合する円形表面
91を含む。また、ブレーキ部材91は、ジェロータギヤセ
ット15又は隣接するケーシングライナ89と摩擦係合する
略環状の前方表面115を含む。本発明は、所望レベルの
制動トルクを得るため、様々なブレーキ部品固有の摩擦
を利用することにより、高価な摩擦ディスクの必要性を
解消する。
ロータモータを提供する。 【解決手段】 ジェロータギヤセット15の前方に配置さ
れたバルブ機構41を含む形式のジェロータモータ用の一
体型ブレーキアセンブリを提供する。ジェロータスター
部材31の軌道及び回転運動は、後方に延びるブレーキ部
107を含む駆動軸51によって出力軸43に伝達される。こ
のモータは、ブレーキ部107が挿入されるブレーキ室73
を形成するエンドキャップアセンブリ21を含む。ブレー
キ室73内に円筒状のブレーキ部材91が配置され、ブレー
キ部材91は、ロックピストン75と摩擦係合する円形表面
91を含む。また、ブレーキ部材91は、ジェロータギヤセ
ット15又は隣接するケーシングライナ89と摩擦係合する
略環状の前方表面115を含む。本発明は、所望レベルの
制動トルクを得るため、様々なブレーキ部品固有の摩擦
を利用することにより、高価な摩擦ディスクの必要性を
解消する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転流体圧装置、より
具体的には、ジェロータギヤセットを備えた流体変位機
構を含むタイプのそのような装置に関するものである。
具体的には、ジェロータギヤセットを備えた流体変位機
構を含むタイプのそのような装置に関するものである。
【０００２】本発明は、ポンプとして利用されるジェロ
ータタイプの装置に含ませることができるが、特に、低
速、高トルクジェロータモータに適用され、これとの関
係において説明する。
ータタイプの装置に含ませることができるが、特に、低
速、高トルクジェロータモータに適用され、これとの関
係において説明する。
【０００３】
【従来の技術】長年、本発明の譲受人その他によって商
業的に製造されて販売されたジェロータモータの多く
は、ジェロータギヤセットの「前方に」(すなわち、モー
タの出力軸端の方に)モータバルブ機構が配置されてお
り、このため、ジェロータギヤセットの「後方」には、エ
ンドキャップ以外は何も配置されていない。本発明は、
これに限定されるわけではないが、特に、この形式のジ
ェロータモータに適用され、これとの関連において図示
して説明する。
業的に製造されて販売されたジェロータモータの多く
は、ジェロータギヤセットの「前方に」(すなわち、モー
タの出力軸端の方に)モータバルブ機構が配置されてお
り、このため、ジェロータギヤセットの「後方」には、エ
ンドキャップ以外は何も配置されていない。本発明は、
これに限定されるわけではないが、特に、この形式のジ
ェロータモータに適用され、これとの関連において図示
して説明する。
【０００４】多くの車両に適用される低速、高トルクジ
ェロータモータにおいては、モータが駐車ブレーキまた
は駐車ロックの類を有することが望ましく、駐車ロック
は、車両が停止された後にのみ係合されることを意図し
ていることから、ある場合には、「ロック」という用語が
望ましい。換言すると、そのような駐車ロック装置は、
停止する車両が動いている間に係合される動的ブレーキ
(dynamic brakes)として意図されていない。しかしなが
ら、「ブレーキ」という用語は、以下、広くブレーキ及び
ロックの両方を含む意味で使用され、また、「ブレーキ」
という用語は、完全結合または完全離脱のいずれかで作
動する装置と区別することが幾分望ましい。
ェロータモータにおいては、モータが駐車ブレーキまた
は駐車ロックの類を有することが望ましく、駐車ロック
は、車両が停止された後にのみ係合されることを意図し
ていることから、ある場合には、「ロック」という用語が
望ましい。換言すると、そのような駐車ロック装置は、
停止する車両が動いている間に係合される動的ブレーキ
(dynamic brakes)として意図されていない。しかしなが
ら、「ブレーキ」という用語は、以下、広くブレーキ及び
ロックの両方を含む意味で使用され、また、「ブレーキ」
という用語は、完全結合または完全離脱のいずれかで作
動する装置と区別することが幾分望ましい。
【０００５】長年、当業者は、モータの出力軸上にブレ
ーキパッケージを単に追加することによって、ジェロー
タモータにブレーキまたはロック装置を組込む試みを行
ってきた。そのような装置の例は、米国特許第3,616,88
2号及び第4,981,423号に記載されている。米国特許第3,
616,882号の装置では、ブレーキ要素は、ジェロータス
ターの前端に隣接して配置され、流体圧力によって付勢
されて、これと摩擦係合する。このような構造は、クリ
アランスの変動等の点から、ある程度性能の不安定を伴
う。また、このような構造は、モータのケーシングライ
ナ及び前方軸受ハウジングの設計変更を必要とする。
ーキパッケージを単に追加することによって、ジェロー
タモータにブレーキまたはロック装置を組込む試みを行
ってきた。そのような装置の例は、米国特許第3,616,88
2号及び第4,981,423号に記載されている。米国特許第3,
616,882号の装置では、ブレーキ要素は、ジェロータス
ターの前端に隣接して配置され、流体圧力によって付勢
されて、これと摩擦係合する。このような構造は、クリ
アランスの変動等の点から、ある程度性能の不安定を伴
う。また、このような構造は、モータのケーシングライ
ナ及び前方軸受ハウジングの設計変更を必要とする。
【０００６】米国特許第4,981,423号の装置では、「ばね
付勢圧力解放」タイプの多板ブレーキアセンブリが設け
られている。また、米国特許第4,981,423号の構造は、
前方軸受ハウジングの全体的な設計変更を必要とし、結
果として、軸受ハウジングが大型化する。加えて、この
ディスクパックは、出力軸にスプライン結合しているた
め、モータの全出力トルクを制動すなわち拘束できるこ
とが要求されルので、ディスク、ばね及び作動／解放ピ
ストンを全て大きくする必要がある。
付勢圧力解放」タイプの多板ブレーキアセンブリが設け
られている。また、米国特許第4,981,423号の構造は、
前方軸受ハウジングの全体的な設計変更を必要とし、結
果として、軸受ハウジングが大型化する。加えて、この
ディスクパックは、出力軸にスプライン結合しているた
め、モータの全出力トルクを制動すなわち拘束できるこ
とが要求されルので、ディスク、ばね及び作動／解放ピ
ストンを全て大きくする必要がある。
【０００７】多くの公知のモータブレーキ及びロック構
造においては、制動トルクの大部分が1組のブレーキデ
ィスクによって提供される。一般的に、これらのブレー
キディスクは、摩擦材料の類で設けられ、この材料は、
制動トルクを増大させると、実質的にブレーキディスク
のコストを追加することになる。結果として、内蔵型ブ
レーキを有する低速高トルクジェロータモータを利用す
ることが望ましい多くの車両適用装置が存在するが、必
要な摩擦材料によって提供される一般的なブレーキディ
スクが高価であるため、経済的に実現可能ではない。
造においては、制動トルクの大部分が1組のブレーキデ
ィスクによって提供される。一般的に、これらのブレー
キディスクは、摩擦材料の類で設けられ、この材料は、
制動トルクを増大させると、実質的にブレーキディスク
のコストを追加することになる。結果として、内蔵型ブ
レーキを有する低速高トルクジェロータモータを利用す
ることが望ましい多くの車両適用装置が存在するが、必
要な摩擦材料によって提供される一般的なブレーキディ
スクが高価であるため、経済的に実現可能ではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、小型で低コス
トの駐車ブレーキを含むジェロータモータを提供するこ
とである。
目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、小型で低コス
トの駐車ブレーキを含むジェロータモータを提供するこ
とである。
【０００９】本発明のより具体的な目的は、高価な摩擦
タイプブレーキディスクの必要性を総体的に解消し、ま
たは、少なくとも実質的に減少させるジェロータモータ
用駐車ブレーキを提供することである。
タイプブレーキディスクの必要性を総体的に解消し、ま
たは、少なくとも実質的に減少させるジェロータモータ
用駐車ブレーキを提供することである。
【００１０】本発明の更なる具体的な目的は、互いに係
合して制動トルクの少なくとも大部分を達成するブレー
キアセンブリの数個の部材固有の摩擦を利用するジェロ
ータ駐車ブレーキを提供することである。
合して制動トルクの少なくとも大部分を達成するブレー
キアセンブリの数個の部材固有の摩擦を利用するジェロ
ータ駐車ブレーキを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及び他の目
的は、流体入口及び流体出口を形成するハウジングを含
む形式の回転流体圧装置の提供によって達成される。回
転流体変位機構は、内歯付リング部材及び該リング部材
の中に偏心配置されて、これに対して軌道及び回転運動
する外歯付スター部材を含み、このスター部材が中央開
口を形成する。リング部材の歯とスター部材の歯が互い
に噛合って、その軌道及び回転運動に応答する拡張及び
収縮する流体容積室を形成する。バルブ手段がハウジン
グと協働して、流体入口から拡張する容積室へ、また、
収縮する容積室から流体出口への流体接続を提供する。
駆動軸は、スター部材の中央開口に係合する被駆動部分
を含み、駆動部が前方へ延びて出力部を駆動し、また、
ブレーキ部が後方へ延びて軌道および回転運動に係合す
る。エンドキャップアセンブリが流体変位手段の後方に
配置されて内部室を形成し、この内部室内にロックピス
トンが配置され、ロックピストンは、第1後退位置と第2
係合位置との間を移動可能になっている。
的は、流体入口及び流体出口を形成するハウジングを含
む形式の回転流体圧装置の提供によって達成される。回
転流体変位機構は、内歯付リング部材及び該リング部材
の中に偏心配置されて、これに対して軌道及び回転運動
する外歯付スター部材を含み、このスター部材が中央開
口を形成する。リング部材の歯とスター部材の歯が互い
に噛合って、その軌道及び回転運動に応答する拡張及び
収縮する流体容積室を形成する。バルブ手段がハウジン
グと協働して、流体入口から拡張する容積室へ、また、
収縮する容積室から流体出口への流体接続を提供する。
駆動軸は、スター部材の中央開口に係合する被駆動部分
を含み、駆動部が前方へ延びて出力部を駆動し、また、
ブレーキ部が後方へ延びて軌道および回転運動に係合す
る。エンドキャップアセンブリが流体変位手段の後方に
配置されて内部室を形成し、この内部室内にロックピス
トンが配置され、ロックピストンは、第1後退位置と第2
係合位置との間を移動可能になっている。
【００１２】本発明の改良された回転流体圧装置は、エ
ンドキャップがほぼ円筒状のブレーキ室を形成し、駆動
軸のブレーキ部が軸方向にブレーキ室内へ延びているこ
とを特徴とする。ほぼ円筒状のブレーキ部材がブレーキ
室内に配置されて、駆動軸のブレーキ部によって偏心し
て駆動される。このブレーキ部材は、ロックピストンが
係合位置にあるとき、このロックピストンと摩擦係合す
るように配置されたほぼ円形の第1表面を含む。また、
ブレーキ部材は、ロックピストンが係合位置にあると
き、流体変位機構と摩擦係合するように配置されたほぼ
環状の第2表面を含む。
ンドキャップがほぼ円筒状のブレーキ室を形成し、駆動
軸のブレーキ部が軸方向にブレーキ室内へ延びているこ
とを特徴とする。ほぼ円筒状のブレーキ部材がブレーキ
室内に配置されて、駆動軸のブレーキ部によって偏心し
て駆動される。このブレーキ部材は、ロックピストンが
係合位置にあるとき、このロックピストンと摩擦係合す
るように配置されたほぼ円形の第1表面を含む。また、
ブレーキ部材は、ロックピストンが係合位置にあると
き、流体変位機構と摩擦係合するように配置されたほぼ
環状の第2表面を含む。
【００１３】本発明の更に限定された特徴によれば、こ
の改良された回転流体圧装置は、ほぼ円筒状のブレーキ
部材が円筒状の外周表面を含み、ロックピストンがその
係合位置にあるとき、駆動軸のブレーキ部の軌道及び回
転運動に応答して、ブレーキ部材の円筒状の外周面がブ
レーキ室によって形成されたほぼ円筒状の内周面と摩擦
係合することを特徴とする。
の改良された回転流体圧装置は、ほぼ円筒状のブレーキ
部材が円筒状の外周表面を含み、ロックピストンがその
係合位置にあるとき、駆動軸のブレーキ部の軌道及び回
転運動に応答して、ブレーキ部材の円筒状の外周面がブ
レーキ室によって形成されたほぼ円筒状の内周面と摩擦
係合することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、本発明の限定
を意図するものではないが、図1は、本発明に係る駐車
ブレーキ機構を有利に設けたタイプの低速、高トルクジ
ェロータモータの軸方向断面図を示す。図1に示される
ジェロータモータは、本発明の譲受人に譲渡された米国
特許第4,592,704号に記載された一般的なタイプとする
ことができ、この特許の内容は参考として本説明に含ま
れる。
を意図するものではないが、図1は、本発明に係る駐車
ブレーキ機構を有利に設けたタイプの低速、高トルクジ
ェロータモータの軸方向断面図を示す。図1に示される
ジェロータモータは、本発明の譲受人に譲渡された米国
特許第4,592,704号に記載された一般的なタイプとする
ことができ、この特許の内容は参考として本説明に含ま
れる。
【００１５】図1のジェロータモータは、バルブハウジ
ング部11、ポートプレート13、及び、本実施形態ではロ
ーラジェロータギヤセットである全体として符号15で示
される流体エネルギ変換変位機構を備えている。このモ
ータは、バルブハウジング部11に複数のボルト19によっ
て気密的に結合された前方エンドキャップ17及びバルブ
ハウジング部11に複数のボルト23によって気密的に結合
された後方エンドキャップアセンブリ21を含んでいる。
バルブハウジング11は、図1において破線でのみ示され
る流体入口ポート25及び流体出口ポート27を含んでい
る。これらのポート25と27は、逆にすることもでき、こ
れにより、モータの作動方向が逆になることが当業者に
は理解される。
ング部11、ポートプレート13、及び、本実施形態ではロ
ーラジェロータギヤセットである全体として符号15で示
される流体エネルギ変換変位機構を備えている。このモ
ータは、バルブハウジング部11に複数のボルト19によっ
て気密的に結合された前方エンドキャップ17及びバルブ
ハウジング部11に複数のボルト23によって気密的に結合
された後方エンドキャップアセンブリ21を含んでいる。
バルブハウジング11は、図1において破線でのみ示され
る流体入口ポート25及び流体出口ポート27を含んでい
る。これらのポート25と27は、逆にすることもでき、こ
れにより、モータの作動方向が逆になることが当業者に
は理解される。
【００１６】引続き図1を参照して、ジェロータギヤセ
ット15は、ボルト23(図1では1つのみ示される)が挿通さ
れた内歯付リング部材29及び外歯付スター部材31を含ん
でいる。リング部材29の内歯は、当該技術において公知
のように、複数の円筒状のローラ33からなっている。リ
ング部材29の内歯とスター部材31の外歯は、互いに噛合
って、当該技術において公知のように、複数の拡張する
容積室35及び複数の収縮する容積室37を形成する。
ット15は、ボルト23(図1では1つのみ示される)が挿通さ
れた内歯付リング部材29及び外歯付スター部材31を含ん
でいる。リング部材29の内歯は、当該技術において公知
のように、複数の円筒状のローラ33からなっている。リ
ング部材29の内歯とスター部材31の外歯は、互いに噛合
って、当該技術において公知のように、複数の拡張する
容積室35及び複数の収縮する容積室37を形成する。
【００１７】バルブハウジング部11は、スプールボア39
を形成し、その中にスプールバルブ41が回転可能に配置
されている。スプールバルブ41には、図1では破断され
て一部のみが示される出力軸43が一体に形成されてい
る。各容積室35及び37には、ポートプレート13に形成さ
れた開口45が流体連通され、各開口45には、バルブハウ
ジング部11に形成された軸方向通路47が流体連通されて
いる。各軸方向通路47は、開口49を介してスプールボア
39に連通されている。また、ハウジング部11は、スプー
ルボア39と入口ポート25及び出口ポート27との間の流体
接続をそれぞれ提供する流体通路25p及び27pを形成して
いる。
を形成し、その中にスプールバルブ41が回転可能に配置
されている。スプールバルブ41には、図1では破断され
て一部のみが示される出力軸43が一体に形成されてい
る。各容積室35及び37には、ポートプレート13に形成さ
れた開口45が流体連通され、各開口45には、バルブハウ
ジング部11に形成された軸方向通路47が流体連通されて
いる。各軸方向通路47は、開口49を介してスプールボア
39に連通されている。また、ハウジング部11は、スプー
ルボア39と入口ポート25及び出口ポート27との間の流体
接続をそれぞれ提供する流体通路25p及び27pを形成して
いる。
【００１８】中空の円筒状スプールバルブ41内には、一
般的に「ドッグボーン(dog bone)」軸と言われる駆動軸51
が配置されている。スプールバルブ41は、1組の直線状
の内側スプライン53を形成し、スター部材31は、1組の
直線状の内側スプライン55を形成している。駆動軸51
は、内側スプライン53に結合する1組の冠状の外側スプ
ライン57及び内側スプライン55に結合する1組の冠状の
外側スプライン59を含んでいる。これにより、スター部
材31の軌道及び回転運動は、当該技術において公知のよ
うに、ドッグボーン軸51によって、出力軸43の純粋な回
転運動として伝達される。
般的に「ドッグボーン(dog bone)」軸と言われる駆動軸51
が配置されている。スプールバルブ41は、1組の直線状
の内側スプライン53を形成し、スター部材31は、1組の
直線状の内側スプライン55を形成している。駆動軸51
は、内側スプライン53に結合する1組の冠状の外側スプ
ライン57及び内側スプライン55に結合する1組の冠状の
外側スプライン59を含んでいる。これにより、スター部
材31の軌道及び回転運動は、当該技術において公知のよ
うに、ドッグボーン軸51によって、出力軸43の純粋な回
転運動として伝達される。
【００１９】スプールバルブ41は、通路25pを介して入
口ポート25に常時流体連通する環状溝61を形成してい
る。同様に、スプールバルブ41は、通路27pを介して出
口ポート27に常時流体連通する環状溝63を形成してい
る。スプールバルブ41は、更に、環状溝61に連通する複
数の軸方向スロット65及び環状溝63に連通する軸方向ス
ロット67を形成している。これらの軸方向スロット65、
67は、フィードスロットまたはタイミングスロットと言
われることも多い。当該技術において周知のように、軸
方向スロット65は、環状溝61とジェロータセット15の偏
心線の一側に配置された開口49との間の流体連通を提供
するのに対して、軸方向スロット67は、偏心線の他側に
配置されて、環状溝63と偏心線の他側に配置された開口
49との間の流体連通を提供する。スプールバルブ41の回
転によって生じる軸方向スロット65及び67と開口49との
間の接続バルブ動作の結果は、従来技術において公知で
あり、ここでは、これ以上説明しない。
口ポート25に常時流体連通する環状溝61を形成してい
る。同様に、スプールバルブ41は、通路27pを介して出
口ポート27に常時流体連通する環状溝63を形成してい
る。スプールバルブ41は、更に、環状溝61に連通する複
数の軸方向スロット65及び環状溝63に連通する軸方向ス
ロット67を形成している。これらの軸方向スロット65、
67は、フィードスロットまたはタイミングスロットと言
われることも多い。当該技術において周知のように、軸
方向スロット65は、環状溝61とジェロータセット15の偏
心線の一側に配置された開口49との間の流体連通を提供
するのに対して、軸方向スロット67は、偏心線の他側に
配置されて、環状溝63と偏心線の他側に配置された開口
49との間の流体連通を提供する。スプールバルブ41の回
転によって生じる軸方向スロット65及び67と開口49との
間の接続バルブ動作の結果は、従来技術において公知で
あり、ここでは、これ以上説明しない。
【００２０】以上に説明したモータのこれらの部分は、
大体において一般的であり、当該技術において公知であ
る。引続き主に図1を参照するが図3をも参照して、本発
明の駐車ブレーキアセンブリを説明する。後方エンドキ
ャップアセンブリ21は、比較的大きな内部室71及び比較
的小さな前方内部室73を形成している。本実施形態で
は、これらの室71及び73の両方は、ほぼ円筒状である
が、このことは、室71に関しては、本発明の本質的な特
徴ではないことが理解できるはずである。しかしなが
ら、実際上の問題として、室73は、円筒状でなければな
らず、参照符号73は、以下、前方の室の円筒状の小径の
内周面に対して使用される。室71内には、ほぼ円筒状の
ロックピストン75が配置され、このロックピストン75
は、その外周面の周りに配置されて室71の内周面とシー
ル係合するＯリングシール77を含んでいる。ロックピス
トン75は、前方のほぼ円形の係合表面79を含んでいる。
ピストン75の後方に配置される室71は、エンドキャップ
部材81によって区画され、ピストン75とエンドキャップ
81との軸方向の間に、皿ばね85が配置されており、以下
に詳述するように、皿ばね85がピストン75を係合位置へ
向って前方(図1において右側)に付勢している。
大体において一般的であり、当該技術において公知であ
る。引続き主に図1を参照するが図3をも参照して、本発
明の駐車ブレーキアセンブリを説明する。後方エンドキ
ャップアセンブリ21は、比較的大きな内部室71及び比較
的小さな前方内部室73を形成している。本実施形態で
は、これらの室71及び73の両方は、ほぼ円筒状である
が、このことは、室71に関しては、本発明の本質的な特
徴ではないことが理解できるはずである。しかしなが
ら、実際上の問題として、室73は、円筒状でなければな
らず、参照符号73は、以下、前方の室の円筒状の小径の
内周面に対して使用される。室71内には、ほぼ円筒状の
ロックピストン75が配置され、このロックピストン75
は、その外周面の周りに配置されて室71の内周面とシー
ル係合するＯリングシール77を含んでいる。ロックピス
トン75は、前方のほぼ円形の係合表面79を含んでいる。
ピストン75の後方に配置される室71は、エンドキャップ
部材81によって区画され、ピストン75とエンドキャップ
81との軸方向の間に、皿ばね85が配置されており、以下
に詳述するように、皿ばね85がピストン75を係合位置へ
向って前方(図1において右側)に付勢している。
【００２１】引続き主に図1を参照して、ジェロータギ
ヤセット15と後方エンドキャップ21との軸方向の間に配
置されるケーシングライナ89が設けられていることに注
目すべきである。いくつかの適用装置においては、ケー
シングライナ89は、モータ本来の性能に対して、本質的
なものとして考慮しなくてもよく、このため、これを省
略して、後方エンドキャップ21がジェロータギヤセット
15に直接隣接するようにしてもよい。結果として、以下
に参照され、また、特許請求の範囲に参照されるよう
に、流体変位手段(すなわち、ジェロータギヤセット)と
の摩擦係合は、スター部材31等のジェロータギヤセット
自体の部材の1つに直接摩擦係合するか、または、隣接
するケーシングライナ89に直接摩擦係合することによっ
て、ジェロータギヤセットには間接的にのみ摩擦係合す
ることの両方が含まれることが理解される。
ヤセット15と後方エンドキャップ21との軸方向の間に配
置されるケーシングライナ89が設けられていることに注
目すべきである。いくつかの適用装置においては、ケー
シングライナ89は、モータ本来の性能に対して、本質的
なものとして考慮しなくてもよく、このため、これを省
略して、後方エンドキャップ21がジェロータギヤセット
15に直接隣接するようにしてもよい。結果として、以下
に参照され、また、特許請求の範囲に参照されるよう
に、流体変位手段(すなわち、ジェロータギヤセット)と
の摩擦係合は、スター部材31等のジェロータギヤセット
自体の部材の1つに直接摩擦係合するか、または、隣接
するケーシングライナ89に直接摩擦係合することによっ
て、ジェロータギヤセットには間接的にのみ摩擦係合す
ることの両方が含まれることが理解される。
【００２２】室73内には、ほぼ円筒状のブレーキ部材91
が配置されている。主に図3および図4を参照して、ブレ
ーキ部材91は、室73の円筒状内周面と摺動可能に係合す
る緊密な隙間を持った円筒状の外周面93を含む。ブレー
キ部材91は、一部が一対の平坦面97によって区画される
内部室95を形成し、その機構は、以下に明らかにされ
る。室95内には、一対の平坦側面101を含むスピナ部材9
9が配置され、平坦側面101のそれぞれは、緊密な隙間を
もって平坦面97の一方に摺動可能に係合する。これによ
り、スピナ部材99は、主駆動軸51の軌道及び回転運動に
応答して、内部室95の中で僅かに移動することができ
る。
が配置されている。主に図3および図4を参照して、ブレ
ーキ部材91は、室73の円筒状内周面と摺動可能に係合す
る緊密な隙間を持った円筒状の外周面93を含む。ブレー
キ部材91は、一部が一対の平坦面97によって区画される
内部室95を形成し、その機構は、以下に明らかにされ
る。室95内には、一対の平坦側面101を含むスピナ部材9
9が配置され、平坦側面101のそれぞれは、緊密な隙間を
もって平坦面97の一方に摺動可能に係合する。これによ
り、スピナ部材99は、主駆動軸51の軌道及び回転運動に
応答して、内部室95の中で僅かに移動することができ
る。
【００２３】引続き主に図4を参照して、スピナ部材99
は、円筒状内周面103を形成し、この内周面103に、主駆
動軸51の後端107の円筒状外周面105が緊密な隙間をもっ
て摺動可能に係合されている。駆動軸51の後端107は、
後述するように、ジェロータモータを制動する過程に関
係することから、以下に、駆動軸51の「ブレーキ部」とし
ても参照される。ブレーキ部107の回転軸Aは、図4に示
される瞬間においては、図4に示される位置にあるが、
軌道及び回転ジェロータ装置の技術の当業者には公知の
ように、回転軸Aは、スター部材31がリング部材29内を1
回軌道運動したとき、円(破線参照)を描く。
は、円筒状内周面103を形成し、この内周面103に、主駆
動軸51の後端107の円筒状外周面105が緊密な隙間をもっ
て摺動可能に係合されている。駆動軸51の後端107は、
後述するように、ジェロータモータを制動する過程に関
係することから、以下に、駆動軸51の「ブレーキ部」とし
ても参照される。ブレーキ部107の回転軸Aは、図4に示
される瞬間においては、図4に示される位置にあるが、
軌道及び回転ジェロータ装置の技術の当業者には公知の
ように、回転軸Aは、スター部材31がリング部材29内を1
回軌道運動したとき、円(破線参照)を描く。
【００２４】再度図3及び図4を参照してブレーキ部材91
は、ほぼ円形の後方表面109を形成し、この後方表面109
は、ロックピストン75が皿ばね85の影響によって、図3
における左方の係合位置へ付勢されているときにはいつ
も、ロックピストン75の係合面に係合する。本実施形態
では、例示に過ぎないが、内部室71のロックピストン75
の前方部分は、解放室111を構成し、解放室111に所定の
圧力が作用されたときにはいつも、ロックピストン75が
皿ばね85の付勢力に抗して図1及び図3の右方へ付勢され
る。室111へ供給する油圧を提供するための特定の構造
は、本発明の本質的な特徴ではない。更に、油圧によっ
て駐車ブレーキを解除することは、本発明の本質的な特
徴ではなく、本発明の範囲内において、他の手段、例え
ば、例示に過ぎないが、手動の機械的解除によって駐車
ブレーキを解除することもできる。
は、ほぼ円形の後方表面109を形成し、この後方表面109
は、ロックピストン75が皿ばね85の影響によって、図3
における左方の係合位置へ付勢されているときにはいつ
も、ロックピストン75の係合面に係合する。本実施形態
では、例示に過ぎないが、内部室71のロックピストン75
の前方部分は、解放室111を構成し、解放室111に所定の
圧力が作用されたときにはいつも、ロックピストン75が
皿ばね85の付勢力に抗して図1及び図3の右方へ付勢され
る。室111へ供給する油圧を提供するための特定の構造
は、本発明の本質的な特徴ではない。更に、油圧によっ
て駐車ブレーキを解除することは、本発明の本質的な特
徴ではなく、本発明の範囲内において、他の手段、例え
ば、例示に過ぎないが、手動の機械的解除によって駐車
ブレーキを解除することもできる。
【００２５】特定の車両適用装置がチャージポンプまた
は他の外部流体圧源(好ましくは、かなり一定の予測で
きる圧力源)を備えている場合、これを適当なバルブの
制御の下で室111に接続することができる。これに対し
て、モータに、システムリザーバに接続され、または、
内に生じる背圧(高圧)を制限する別途のケースドレンポ
ートを設けることができ、このケースドレン領域は、当
業者にはよく理解されているように、主駆動軸51の周囲
の開放室である。ケース圧力がブレーキの解除に使用さ
れる場合、ブレーキ部材91に通路113を設けることがで
き、これにより、ケースドレン領域から解放室111への
接続を許容する。
は他の外部流体圧源(好ましくは、かなり一定の予測で
きる圧力源)を備えている場合、これを適当なバルブの
制御の下で室111に接続することができる。これに対し
て、モータに、システムリザーバに接続され、または、
内に生じる背圧(高圧)を制限する別途のケースドレンポ
ートを設けることができ、このケースドレン領域は、当
業者にはよく理解されているように、主駆動軸51の周囲
の開放室である。ケース圧力がブレーキの解除に使用さ
れる場合、ブレーキ部材91に通路113を設けることがで
き、これにより、ケースドレン領域から解放室111への
接続を許容する。
【００２６】また、ブレーキ部材91は、ほぼ環状の前方
表面115を含み、これは、図4に最もよく参照されるよう
に、完全に円形ではなく、平坦面97の影響によって「ほ
ぼ」円形としている。これにより、表面115は、隣接する
ケーシングライナ89の表面に係合する実質的な面積を表
している。
表面115を含み、これは、図4に最もよく参照されるよう
に、完全に円形ではなく、平坦面97の影響によって「ほ
ぼ」円形としている。これにより、表面115は、隣接する
ケーシングライナ89の表面に係合する実質的な面積を表
している。
【００２７】必要なブレーキ係合力を提供するのに充分
な皿ばねは、また、本体的にロックピストン75に充分な
回転抵抗をも作用させて、ブレーキが係合されたとき、
ロックピストン75が回転しないようにする。ロックピス
トン75が回転しないことの重要性は、後で明らかにな
る。
な皿ばねは、また、本体的にロックピストン75に充分な
回転抵抗をも作用させて、ブレーキが係合されたとき、
ロックピストン75が回転しないようにする。ロックピス
トン75が回転しないことの重要性は、後で明らかにな
る。
【００２８】通常の作動状態下において、例えば、モー
タが車両を推進しているとき、ブレーキを解除すること
が必要である。前述のように、解放室111を加圧するこ
とによって、ブレーキを解除することができる。解放室
111が加圧されたとき、ロックピストン75は、皿ばね85
の力に抗して、図1に示す位置から幾分右方へ移動し
て、ピストン75がブレーキ部材91に軸方向の力を作用さ
せないようにする。このような解除状態においては、駆
動軸51のブレーキ部107が軌道および回転運動すると、
そのような軌道運動は、室73内のブレーキ部材91の回転
に変換される。表面73及び93の摺動可能な係合及び表面
103及び105の摺動可能な係合は、結果として、これらの
表面のそれぞれに設けられた径方向の隙間によって、機
械的効率の低下を小さくする。
タが車両を推進しているとき、ブレーキを解除すること
が必要である。前述のように、解放室111を加圧するこ
とによって、ブレーキを解除することができる。解放室
111が加圧されたとき、ロックピストン75は、皿ばね85
の力に抗して、図1に示す位置から幾分右方へ移動し
て、ピストン75がブレーキ部材91に軸方向の力を作用さ
せないようにする。このような解除状態においては、駆
動軸51のブレーキ部107が軌道および回転運動すると、
そのような軌道運動は、室73内のブレーキ部材91の回転
に変換される。表面73及び93の摺動可能な係合及び表面
103及び105の摺動可能な係合は、結果として、これらの
表面のそれぞれに設けられた径方向の隙間によって、機
械的効率の低下を小さくする。
【００２９】ブレーキの係合が要求された場合、解放室
11がタンクにドレンされて、皿ばね85がロックピストン
75を前方(図1及び図3において左方)の係合状態へ付勢し
て、ロックピストン75に対して所定の軸方向力F1を作用
させ、そして、その力をロックピストン75によって、ブ
レーキ部材91に作用させ、環状表面115を付勢してケー
シングライナ89に係合させる。前述したように、係合状
態では、ロックピストン75は、回転せず、ブレーキ部材
91の円形表面109がロックピストン75の静止した係合表
面79と摩擦係合する。また、同時に、ブレーキ部材91の
環状表面115が静止した表面、すなわち、ケーシングラ
イナ89の隣接する表面と係合する。
11がタンクにドレンされて、皿ばね85がロックピストン
75を前方(図1及び図3において左方)の係合状態へ付勢し
て、ロックピストン75に対して所定の軸方向力F1を作用
させ、そして、その力をロックピストン75によって、ブ
レーキ部材91に作用させ、環状表面115を付勢してケー
シングライナ89に係合させる。前述したように、係合状
態では、ロックピストン75は、回転せず、ブレーキ部材
91の円形表面109がロックピストン75の静止した係合表
面79と摩擦係合する。また、同時に、ブレーキ部材91の
環状表面115が静止した表面、すなわち、ケーシングラ
イナ89の隣接する表面と係合する。
【００３０】本発明の1つの特徴によれば、本発明のブ
レーキ構造に関連して、4つの別々の制動トルク源が存
在する。これら別々の制動トルク源のそれぞれは、以
下、T1、T2、T3及びT4として識別し、別々に説明する
が、総制動トルクTは、4つの個々の制動トルクの合計で
あることが分かる。
レーキ構造に関連して、4つの別々の制動トルク源が存
在する。これら別々の制動トルク源のそれぞれは、以
下、T1、T2、T3及びT4として識別し、別々に説明する
が、総制動トルクTは、4つの個々の制動トルクの合計で
あることが分かる。
【００３１】制動トルクT1は、係合表面79と円形表面10
9との係合の結果であり、次式によって決定される。 T1＝F1×R1×6×μ1 ここで、R1は、円形表面109の直径の1／4に等しく、μ1
は、表面79と109との係合面における静止摩擦係数であ
り、また、6は、主駆動軸51の回転当りのブレーキ部107
の軌道周回数に等しい。
9との係合の結果であり、次式によって決定される。 T1＝F1×R1×6×μ1 ここで、R1は、円形表面109の直径の1／4に等しく、μ1
は、表面79と109との係合面における静止摩擦係数であ
り、また、6は、主駆動軸51の回転当りのブレーキ部107
の軌道周回数に等しい。
【００３２】制動トルクT2は、ほぼ環状の表面115と隣
接するケーシングライナ89の表面との係合面に生じるも
のであり、次式によって計算される。 T2＝F1×R2×6×μ2 ここで、R2は、表面115と隣接するケーシングライナ89
との係合面積の有効直径の1／4に等しく、μ2は、表面1
15とケーシングライナ89との係合面における静止摩擦係
数に等しい。
接するケーシングライナ89の表面との係合面に生じるも
のであり、次式によって計算される。 T2＝F1×R2×6×μ2 ここで、R2は、表面115と隣接するケーシングライナ89
との係合面積の有効直径の1／4に等しく、μ2は、表面1
15とケーシングライナ89との係合面における静止摩擦係
数に等しい。
【００３３】制動トルクT3は、内部室表面73と円筒状外
周面93との係合に関連し、次式によって決定される。 T3＝((T1＋T2)／e)×μ3×6×D3／2 ここで、eは、ブレーキ部107の回転軸Aの偏心に等し
く、μ3は、表面73と93との係合面の静止摩擦係数に等
しく、また、D3は、表面93の直径に等しい。
周面93との係合に関連し、次式によって決定される。 T3＝((T1＋T2)／e)×μ3×6×D3／2 ここで、eは、ブレーキ部107の回転軸Aの偏心に等し
く、μ3は、表面73と93との係合面の静止摩擦係数に等
しく、また、D3は、表面93の直径に等しい。
【００３４】制動トルクT4は、内側表面103と外側円筒
状表面105との係合に関連し、次式によって決定され
る。 T4＝((T1＋T2)／e)×μ4×7×D4／2 ここで、μ4は、表面103と105との係合面における静止
摩擦係数に等しく、7は、主駆動軸51の回転当りのブレ
ーキ部107の軌道周回数に1を加えたもの等しく、また、
D4は、表面105の直径に等しい。
状表面105との係合に関連し、次式によって決定され
る。 T4＝((T1＋T2)／e)×μ4×7×D4／2 ここで、μ4は、表面103と105との係合面における静止
摩擦係数に等しく、7は、主駆動軸51の回転当りのブレ
ーキ部107の軌道周回数に1を加えたもの等しく、また、
D4は、表面105の直径に等しい。
【００３５】本実施形態においては、例示に過ぎない
が、制動トルクT1及びT2の合計は、総制動トルクのほぼ
90％に等しいのに対して、制動トルクT3は、全体の約8
％に等しく、また、制動トルクT4は、全体の約2％に等
しい。総制動トルクに対して、制動トルクT3とT4との和
が高すぎる、すなわち、高くなりすぎると、機構がそれ
自身で作動する、すなわち、「セルフロック」する傾向が
あることが本発明の開発に関連して分かっており、「セ
ルフロック」が望ましくないことは、車両ブレーキ技術
の当業者には分かっている。
が、制動トルクT1及びT2の合計は、総制動トルクのほぼ
90％に等しいのに対して、制動トルクT3は、全体の約8
％に等しく、また、制動トルクT4は、全体の約2％に等
しい。総制動トルクに対して、制動トルクT3とT4との和
が高すぎる、すなわち、高くなりすぎると、機構がそれ
自身で作動する、すなわち、「セルフロック」する傾向が
あることが本発明の開発に関連して分かっており、「セ
ルフロック」が望ましくないことは、車両ブレーキ技術
の当業者には分かっている。
【００３６】本実施形態においては、例示に過ぎない
が、ブレーキ部材91の円形表面109は、ロックピストン7
5の係合表面79と直接摩擦係合している。以下の記載及
び特許請求の範囲に示されるように、この摩擦係合は、
ここに示される直接係合と同様に、表面79と109との間
に何らかの部材の類が挿入された間接的な係合をも含む
ことが理解される。同様に、表面115とケーシングライ
ナ89との間に何らかの部材の類を挿入することもでき
る。ここに記載された構造とともに、制動トルク容量を
増大させるために、1またはそれ以上の摩擦ディスクを
追加して利用することも本発明の範囲に含まれる。どん
な制動トルク容量が要求されたとしても、本発明のブレ
ーキ構造は、低コストで、よりコンパクトなパッケージ
で、その容量の少なくとも一部を提供することが当業者
には認められる。このことは、本発明が軌道運動するブ
レーキ部107の利点を採用し、その結果、ブレーキ部材9
1が軌道速度で回転し、これにより、一定の制動トルク
を達成するために必要な係合面積及びこれに垂直な方向
の力(F1)を効果的に減少させるという事実によって、確
実になる。
が、ブレーキ部材91の円形表面109は、ロックピストン7
5の係合表面79と直接摩擦係合している。以下の記載及
び特許請求の範囲に示されるように、この摩擦係合は、
ここに示される直接係合と同様に、表面79と109との間
に何らかの部材の類が挿入された間接的な係合をも含む
ことが理解される。同様に、表面115とケーシングライ
ナ89との間に何らかの部材の類を挿入することもでき
る。ここに記載された構造とともに、制動トルク容量を
増大させるために、1またはそれ以上の摩擦ディスクを
追加して利用することも本発明の範囲に含まれる。どん
な制動トルク容量が要求されたとしても、本発明のブレ
ーキ構造は、低コストで、よりコンパクトなパッケージ
で、その容量の少なくとも一部を提供することが当業者
には認められる。このことは、本発明が軌道運動するブ
レーキ部107の利点を採用し、その結果、ブレーキ部材9
1が軌道速度で回転し、これにより、一定の制動トルク
を達成するために必要な係合面積及びこれに垂直な方向
の力(F1)を効果的に減少させるという事実によって、確
実になる。
【００３７】以上に本発明を詳細に説明してきたが、本
明細書を読んで理解することによって、当業者には本発
明の様々な変更及び修正が明らかになるであろう。全て
のそのような変更及び修正は、特許請求の範囲から逸脱
しない限り、本発明に含まれるものとする。
明細書を読んで理解することによって、当業者には本発
明の様々な変更及び修正が明らかになるであろう。全て
のそのような変更及び修正は、特許請求の範囲から逸脱
しない限り、本発明に含まれるものとする。
【図１】本発明に従って製造された駐車ブレーキを含む
ジェロータモータの軸方向断面図である。
ジェロータモータの軸方向断面図である。
【図２】図1の2-2線によるほぼ同縮尺の縦断面図であ
る。
る。
【図３】図1に示す本発明の装置の駐車ブレーキの要部
を拡大して示す図である。
を拡大して示す図である。
【図４】図３に示す本発明の装置の駐車ブレーキのほぼ
同縮尺の縦断面図である。
同縮尺の縦断面図である。
11 ハウジング 15 ジェロータギヤセット 21 エンドキャップアセンブリ 25 流体入口 27 流体出口 29 リング部材 31 スター部材 35 拡張流体容積室 37 収縮流体容積室 41 スプールバルブ 43 出力軸 51 駆動軸 75 ロックピストン 73 ブレーキ室 91 ブレーキ部材 99 スピナ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 マイケル ウェイン バートー アメリカ合衆国、ミネソタ 55379‐3922、 シャコーピー、イーストウェイ アベニュ ー 2208 (72)発明者 スコット エドワード ヤキモウ アメリカ合衆国、ミネソタ 55337‐5706、 バーンズビル、324、マクアンドリュース ロード ウエスト 51
Claims (4)
- 【請求項１】 流体入口(25)及び流体出口(27)を形成す
るハウジング(11)と、 内歯付リング部材(29)及び該内歯付リング部材(29)内に
偏心して配置されてこれに対して軌道及び回転運動する
外歯付スター部材(31)を含み、該外歯付スター部材(31)
が中央開口(55)を形成し、前記リング部材(29)及び前記
スター部材(31)の歯が互いに噛合って、前記軌道及び回
転運動に応答して、拡張(35)及び収縮(37)流体容積室を
形成する回転流体変位機構(15)と、 前記ハウジング(11)と協働して、前記流体入口(25)から
前記拡張容積室(35)へ及び前記収縮容積室(37)から前記
流体出口(27)への流体接続を提供するバルブ手段(41)
と、 前記スター部材(31)の前記中央開口(55)と係合する被駆
動部(59)と、前方へ延びて出力部(43)を駆動する駆動部
(59)と、後方へ延びて前記軌道及び回転運動と係合する
ブレーキ部(107)とを含む駆動軸(51)と、 前記流体変位機構(15)の後方に配置され、内部室(71)を
形成し、該内部室(71)内にロックピストン(75)が第1後
退位置と第2係合位置との間で移動可能配置されたエン
ドキャプアセンブリ(21)とを含むタイプの回転流体圧装
置であって、 (a)前記エンドキャップアセンブリ(21)は、ほほ円筒状
のブレーキ室(73)を形成し、前記駆動軸(51)の前記ブレ
ーキ部(107)が軸方向に前記ブレーキ室(73)内へ延び、 (b)ほぼ円筒状のブレーキ部材(91)が前記ブレーキ室(7
3)内に配置されて前記駆動軸(51)の前記ブレーキ部(10
7)によって偏心して駆動され、前記ブレーキ部材(91)
は、前記ロックピストン(75)が前記第2係合位置にある
とき、該ロックピストンと摩擦係合するように配置され
たほぼ円形の表面(109)及び前記ロックピストン(75)が
前記第2係合位置にあるとき、前記流体変位機構(15,89)
と摩擦係合するように配置されたほぼ環状の表面(115)
を含むことを特徴とする回転流体圧装置。 - 【請求項２】 前記ほぼ円筒状のブレーキ部材(91)は、
前記ロックピストン(75)がその第2係合位置にあると
き、前記駆動軸(51)の前記ブレーキ部(107)の軌道運動
に応答して、前記ブレーキ室によって形成されるほぼ円
筒状の内周面(73)と摩擦係合する円筒状の外周面(93)を
含むことを特徴とする請求項1に記載の回転流体圧装
置。 - 【請求項３】 前記駆動軸(51)の前記ブレーキ部(107)
は、前記ブレーキ部材(91)内に偏心して受入れられるス
ピナ部材(99)の円筒状の内周面(103)と摩擦係合する円
筒状の外周面(105)を含み、これにより、前記ブレーキ
部(107)の軌道運動によって前記ブレーキ部材91が軌道
速度で回転運動することを特徴とする請求項1に記載の
回転流体圧装置。 - 【請求項４】 前記ブレーキ部材(91)は、平坦な内表面
(97)を形成し、前記スピナ部材(99)は、前記平坦な内表
面(97)と係合する一組の平坦な外表面(101)を形成し
て、前記ブレーキ部(107)を軌道及び回転運動させるこ
とを特徴とする請求項3に記載の回転流体圧装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US325271 | 1989-03-17 | ||
| US09/325,271 US6132194A (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Low cost compact design integral brake |
Publications (2)
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