JP2002538381A

JP2002538381A - 対称なブレーキシステムを具えたモータ

Info

Publication number: JP2002538381A
Application number: JP2000601343A
Authority: JP
Inventors: ホワイト、ジェフリー・エヌ
Original assignee: ホワイト・ハイドローリックス、インコーポレイテッド
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2002-11-12
Anticipated expiration: 2020-02-15
Also published as: US6253882B1; WO2000050784A1; EP1153225A1; DE60029425D1; EP1153225A4; DE60029425T2; EP1153225B1; JP4630461B2

Abstract

(57)【要約】油圧ブレーキ（１０）は、油圧モータの２つのポートに連結されており、いずれのポートに発生した圧力は単一のブレーキ（１０２）に作用し、ばね負荷されたブレーキを非作動にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

油圧装置は、比較的コンパクトな装置から高いトルクを効率よく発生させるこ
とができる。しかし、補助装置がない油圧モータだけで、或る予めセットされた
ブレーキ位置に関連シャフトを保持する能力は、主として、或る容積の流体バイ
パスが原因で制限されてしまう。従って、典型的には、油圧装置がシャフトに作
用する力に対してブレーキをかけるのを必要とするアプリケーションで使用され
る場合には、別のブレーキが利用されることになる。

【０００２】

【発明の背景】

補助的ブレーキを具えた油圧装置は当業界でよく知られている。その例は、米
国特許第3,960,470号、3,536,230号、3,616,822号、4,981,423号、3,969,950号
、及びPCT/US/83/01683を含む。

【０００３】これらのブレーキは有用ではあるが、ハウジング部品を複雑化させ、油圧モー
タ、及び／又は補助ブレーキ作動ラインからのブレーキの分離を必要とする。こ
れらの追加コンポーネントは総合的な装置の複雑さを増し、ブレーキの製造、維
持、及び他のコスト増加要因を大きくする。さらに、必要なブレーキ機能を備え
るには、頻繁に、追加的補助の構成要素が必要になる。

【０００４】この発明は、従来技術のものよりも融通性があり簡単な油圧ブレーキを提供す
るように設計されている。

【０００５】

【発明の目的】

油圧ブレーキの構造を簡素化することがこの発明の目的である。油圧ブレーキの信頼性を増加させることがこの発明の別の目的である。油圧ブレーキを強化することがこの発明のさらなる目的である。油圧式ブレーキ機構とそのコントローラのコストを削減することがこの発明の
さらに別の目的である。油圧モータの適応性を増加させることがこの発明のさらに別の目的である。

【０００６】

【発明の実施の形態】

この発明は、改良された油圧ブレーキに関する。この発明は、油圧式ジェロー
タモータと共に使用される油圧ブレーキという好適な実施形態で説明されるであ
ろう。

【０００７】このブレーキは、ハウジング10、駆動軸60、ブレーキ機構100、及び開示され
た好適な実施形態におけるパワーメカニズム200を含んでいる。

【０００８】ハウジング10は、駆動軸60、ブレーキ機構100、及びパワーメカニズム200を、
芝刈り機、フォークリフト、ウィンチ、又はその他のアプリケーションのような
意図された用途に応じるように、物理的に支持するとともに位置付ける機能を果
たす。

【０００９】図１のハウジングは、２つのニードル軸受21、41を具え、駆動軸を回転可能に
支持する中央のキャビティ11を含む。軸シール24は、ハウジング10の中に作動流
体を封じ込めるように、キャビティ11と駆動軸60の間に組込まれる。ハウジング
10において、シャフト60を囲むキャビティが比較的高い圧力の流体にさらされる
ため、スラスト軸受22がシャフト60とハウジング10の間に組込まれ、シャフト60
に作用する軸方向の力を吸収する。

【００１０】開示された特定のハウジング10は、前面部20と背面部40からなっている。

【００１１】開示された実施形態のブレーキの前面部20は、利用されるべきメカニズムにハ
ウジング10を連結するのに利用される。これは、フレーム、フランジ又は他の通
常固定された部材であり得る。また、ハウジング10の前面部20は、後に説明され
るブレーキ機構100のためのリアクション部材としても機能する。

【００１２】ハウジングの前面部20は、実質的にその全面が切削仕上げ面になっている。そ
の結果、ブレーキアセンブリ100の費用を削減して、耐用期間を増加させながら
、切削仕上げ面の整列を容易にする。図示されたハウジングで主要な機械加工さ
れた同心の表面は、オイルシール24を囲む領域と、ブレーキ機構100のためにア
クチベイティングピストン(activating piston)の片側にある表面26を含む。ま
た、ハウジングの背面部40に接するハウジングの前面部20の付加的幅方向の端部
30も機械加工されている。前軸受21を除いて、前面部20の残りの表面は、隣合う
部品との間にクリアランスがあり、その結果、機械加工の必要性を除いている。

【００１３】オイルシール24自体は、ハウジング10の前面部20に形成されたシールキャビテ
ィの主軸受21の横に直接位置する。

【００１４】メインオイルシール24の反対側の上には、小さな突起23があり、ハウジングの
前面部の内側の残りの部分から内側に延び、ハウジングにシール24を軸方向に位
置付けるとともに、駆動軸60の肩部の端部からスラスト軸受22を介してブレーキ
アセンブリ100の残りの部分に関して駆動軸60を保持することを援けている。

【００１５】ハウジング10の背面部40は、ブレーキ機構100の作動部材の多くを収納してい
る。開示された特定の背面部40は、ブレーキのための両ポート31、51と、後に説
明されるパワーメカニズム200との内部接続のための位置付けとして機能する。

【００１６】ハウジングの背面部40に関して、機械加工された主要な領域は、キャビティシ
ール47、49（後で説明される。）に隣接している表面、メインハウジングシール
25の表面、及び後軸受41を含む。縮小された領域45とその周りのクリアランスは
、相俟って、ハウジングの背面部40の内部表面を機械加工する必要をなくすると
ともに、ハウジングのキャビティ11に含まれる油のための一体的な溜めをもたら
す。

【００１７】駆動軸60は、ベアリング21、41によってハウジング10に回転可能に支持されて
いる。この駆動軸は、シャフト60の一方の端にある、後に説明されるパワーメカ
ニズム200を、装置の外部に接続する機能を果たす。これは、回転式のパワーを
発生させる（装置がモータとして使用される場合）か、流体パワーを発生させる
（装置がポンプとして使用される場合）。特定の駆動軸60は、そこに切られた内
歯63を有する軸方向に位置付けられた空洞を含んでいる。この空洞は、後で説明
されるパワーメカニズム200の揺動軸のための空所をもたらし、内歯63は駆動軸6
0をそのような揺動軸201に駆動連結する。揺動軸201のもう一方の端の追加歯202
は、後に説明されるパワーメカニズムのロータに揺動軸を駆動連結し、その結果
、装置のためのパワー発生ドライブ結合が完成する。

【００１８】ブレーキ機構100は、それ自体で、又は、パワーメカニズム200と組合わせて使
用されることができる。

【００１９】特定の好適なシャフト60は、ブレーキ機構100と駆動機構200とに内部連結され
る。

【００２０】好適な実施形態では、駆動機構200は、ホワイトの米国特許第4,697,997号によ
り詳細に説明されているホワイトのモデルREのロータ・バルブド・モータの変形
であり、その内容を参照としてここに取入れるものとする。その他の例の駆動機
構として、イートンのロータリー・バルブ・モータ（米国特許第3,572,983号）
、TRWの旋回バルブ・モータ（米国特許3,452,680号）、及びシャフト・バルブド
・ジェロータ・モータ（米国特許4,285,643号）がある。また、ベーンモータ、
ピストンモータも利用することができよう。如何なる駆動体も使用されないなら
ば、プレート（図示せず。）が、ハウジングの背面56で開口を閉じるのに利用さ
れ、その結果、後で説明されるデアクチベイションキャビティ(deactivationcav
ity)32の選択的加圧を許容しながら、内部での汚染を防ぐであろう。また、ホワイトの油圧式クローズ・センター・パワー・ユニット（ホワイトの米国特許
4,877,383号のように）、電気モータ、或いは、他のパワーユニットも利用する
ことができ、これらの内容も、ここに、参照として取込まれる。これらの装置の
いくつかでは、別々の外部配管が、ブレーキポート31、51と関連装置の間で適切
であることもあるということに注意されたい。このことは、単一のブレーキ・ユ
ニットが、多くの異なったメーカーのユニットと共に大幅な再設計なしで利用さ
れることを可能にするであろう。また、このことは、フィルター、クーラー、バ
ルブ、及びその他の付属部品が、修理とともに、同様に容易に取入れられるのを
許容するであろう。

【００２１】ブレーキ機構100は、シャフト60の主たるブレーキ装置である。開示された特
定のブレーキ機構100は、ばねでアクチベイト(activate)、すなわち、作動され
るピストン102、ばね108、ブレーキプレート110、及びリアクションプレート120
を含む。

【００２２】望ましくは、このブレーキ機構100は、２個の軸受21と41の間に位置するシャ
フト60を囲んでいる。このことは、軸受が、シャフト60への如何なる径方向の力
もほぼ吸収することを許容する。

【００２３】図示されたブレーキアセンブリは、ばねでアクチベイト(activate)され油圧で
解放されるタイプである。望まれるならば、圧力で作動しばねで解放されるブレ
ーキ、機械的アクチベイション、その他のシステムを利用することができる。

【００２４】アクチベイティングピストン102は、ブレーキ機構100の主な作動コントロール
部である。アクチベイティングピストン102自体は、ハウジング10の段付き凹み1
3に位置する。アクチベイティングピストンと段付き凹みは、一緒に、アクチベ
イティングピストンの一方の側で２つの流体キャビティ32、52を画定する。これ
らのキャビティ32、52に対向するのは、このピストンとハウジングの前面部20と
の間のピストン102の反対面にある１セットのアクチュエイション（付勢）ばね1
08である。

【００２５】図示された実施形態では、ハウジングの前面部20の同心のアクチベイションキ
ャビティ(activation cavity)の中でシャフト60の周りに多数のアクチュエイシ
ョンばね108が実質的に等間隔で位置する。ばねは放射状に保持され、周方向の
所定の位置に、ブレーキ機構100のピストン102に形成された小さなポケット109
によって位置付けられる。或いは、アクチュエイションばね108は、ピンによっ
て、ハウジングの前面部20かピストン102のどちらかか両方、又は他の方法で、
位置付けられることができるであろう。ばね108の総力は、ブレーキ機構のため
の主なブレーキ力をもたらすのに十分に選定される。

【００２６】ピストン102は開示された実施形態では、主要な操作メカニズムである。典型
的には、アクチベイティングばね108は、ハウジング10の反対側43へ、ブレーキ
ディスク110／リアクションディスク120の集合に向かってピストン102を付勢し
、その結果、シャフト60の回転を防ぐ。しかし、いずれかのポート31、51が選択
的に高圧源に接続されると、デアクチベイションキャビティ32、52が加圧され、
その結果、アクチベイティングばね108の力に打ち克ち、ブレーキが解除される
。ピストン102とハウジング10の間の２つのシール27、29（前面部20のシール27
と背面部40のシール29）は、デアクチベイションキャビティ52の圧力を保持し
つつ、ピストン102とハウジング10の背面部40間の２つのシール47、49がデアク
チベイションキャビティ32の圧力を保持し、その結果、ピストン102のデアクチ
ベイションが許容される。開示された実施形態においては、シール29、49は同じ
長さ(coextensive)であることに注意されたい。これは、装置の費用と複雑さを
減少させる。任意であるが、第２のアクチベイティングピストンのあるなしに拘
らず、シールは別々であってもよい（すなわち、各キャビティ当たり１個のピス
トン。）

【００２７】開示された好適な実施形態では、キャビティ32、52がハウジング10とピストン
102の間で選択的に加圧されることが、選択的にブレーキを作動させ、解放させ
るように設計されている。

【００２８】好適な実施形態では、第１のキャビティ32が１つの流体ポート31に接続され、
第２のキャビティ52がもう一方のポート51に接続されている。この相互接続のた
め、どちらかのポート31、51が選択的に加圧されると、ピストン102を動かし、
その結果、ブレーキを解除するであろう。

【００２９】好適な実施形態では、第１のキャビティ32は、第２のキャビティ52から径方向
にずらされて実質的にその径方向内側にある。この径方向のずれと、軸方向の重
なりが、それがない場合よりも寸法が短い装置をもたらしている。従って、この
オリエンテーションはより好ましい。

【００３０】このデアクチベイションキャビティには、多くのユニークな特性がある。

【００３１】例えば、２つのキャビティがあるから、どちらかか、或いはその両方がブレー
キ機構を解放するであろう。さらに、これらのキャビティは、組合わされる装置
の流体接続部（例えば、好適な実施形態で示されるジェロータ圧力装置の２つの
流体ポート）と接続されて、この機能を達成することができ、独自にも、達成す
ることができる。さらに、並列接続、及び直列接続の両方を利用することができ
る。これは、非常にフレキシブルなブレーキをもたらす。

【００３２】さらなる例としては、ピン122がリアクションディスク120を、囲む部材（ピス
トン102）に接続する機能をしながら、さらに、ピストン102（従って、リアクシ
ョンディスク120）のハウジング10に対する回転を防止する。これは、さらにブ
レーキの構造を簡素化する。

【００３３】１つのキャビティが他のキャビティの径方向に外側に位置しているから、ブレ
ーキ機構はそうでない場合よりも短い。また、これは、部品（すなわち、ピスト
ン102とシール49）の多重使用を許容する。これは、さらに、ブレーキの構造と
作動を簡素化する。両方のキャビティに重なるピン122の位置はユニットをさら
に短くする。

【００３４】以前に説明されたように、ポート31、51は、油圧駆動装置メカニズムの圧力ポ
ート、及び戻りポートと一致する(coextensive)こともないこともある。一致す
るならば（図示されたように）、いずれかの方向への油圧駆動装置メカニズムの
作動がブレーキを解除するであろう。この一致する接続は、ハウジングについて
、外部的、又は内部的に提供することができよう。

【００３５】ポート31、51が一致しない（すなわち、如何なる駆動機構も提供されないなら
ば）、ブレーキの別々のコントロールは、１方の、或いは他方の、又両方のポー
トで可能である。これは非常にフレキシブルなブレーキをもたらす。

【００３６】その上、径方向のずれに関係なく、実質的に等しくなるように、キャビティ32
、52の表面積は設計される。どちらのキャビティ32、52がたまたま加圧されても
、これは、与えられた圧力に対して、ピストン102の実質的に等しい運動をもた
らす。開示された好適な実施形態はパワーメカニズム200の前向き、或いは後向
きで実質的に等しい能力を持っている装置で利用されるので、この実質的均等化
が好ましい。

【００３７】例えば、図５では、内側のキャビティ32はおよそ2.31インチの外径と、およそ
1.26の内径で11.78平方インチの総表面積であり、一方、外側のキャビティ52は
、およそ3.Oインチの外径と2.31インチの内径で、 11.5平方インチの総表面積で
あり、その差は、僅かに２%未満である。

【００３８】仮に、差動的な動作が望まれるならば、このことは、２つのキャビティの間に
選択された表面積の差を設けることによって容易に達成することができる。例え
ば、メーカーが１つのポートの加圧によってブレーキの迅速な（或いは遅い）解
放を望むならば、そのようなポートのためのキャビティの表面積は増加させられ
る（或いは、逆に減少させらる）であろう。或る程度のばね調整も適切であり得
よう。追加的例として、メーカーが、両方のポートが加圧された場合にだけ解除
するブレーキが欲しかったならば、各キャビティは、単独ではアクチベイション
ばねに打ち克つためには不十分な大きさにされるであろう。ピストン102の後ろ
の領域129は、差動的ブレーキコントロールのために使用されることができる。

【００３９】開示された特定のブレーキ機構100は、ばね作動の圧力解放式である。

【００４０】アクチベイティング（ブレーキ作動）を実行するために、一連のばね108が、
アクチベイティングピストン102の周りに周方向に配置され、ピストンとハウジ
ング10の前面部20の間に延びている。これらのばね108は、協働して、ハウジン
グ10の後部の側43に押しつけるように、アクチベイティングピストン102をブレ
ーキ作動位置に付勢する。従って、ブレーキ機構100のデフォルト位置は、ブレ
ーキ状態となる。

【００４１】ブレーキプレート110は、ハウジング10に連結された一連のリアクションプレ
ート120に挟み込まれた、シャフト60に連結された一連のブレーキプレートであ
る。

【００４２】ブレーキディスク110は、図示のように、ディスク110の内側の穴113の中に延
びる一連の突起、すなわち、タブ112を有する。望ましくは、これらのタブ123
は、３から１５個あり、シャフト60の外周において長手方向内側に延びる一連の
タブウェイ62と協働する。タブ112とタブウェイ62が協働することは、ブレーキ
ディスク110がシャフトと一体に回転するように確実に連結を生じさせる。この
構造は簡単ではあるが、同時に、ブレーキディスク100と駆動軸60の間に正確な
連結をなさしめ、従来、通常使用される三角形のスプラインと対照をなす。さら
に、タブ112はかなりの幅があるので、ブレーキディスク110が取付けられている
シャフト60とブレーキディスク110との間のトルク伝達を効率良く行わせる。

【００４３】開示された特定の好適な実施形態では、ブレーキディスク110は、直径が実質
的に4インチで、その中に形成された1.9インチの穴113を具えている。タブ112は
６個あり、その長さは約.38インチ、厚さが.15インチで、対向するタブの間に1.
59インチの間隔を残している。ディスク自体は.072インチの厚さである。開示さ
れた好適な実施形態では、タブ112は６個あり、ブレーキディスク110は４枚であ
る。スプラインは、実質的に30°（20°〜40°の範囲）の圧力角と内方向への延
びが.07インチのものである。ディスク110の両側面は、焼結青銅などの摩擦材の
.5インチのバンドを含んでいる。

【００４４】駆動軸60とそこにあるタブウェイ62は、.01インチと.015インチの径方向と周
方向のクリアランスをもって内側の穴113とタブ112の寸法に実質的に合うような
寸法にされている。

【００４５】ブレーキディスク110と交互に配置されているのは、一連のリアクションディ
スク120である（図７）。これらのリアクションディスクは、非回転式に、周囲
の固定部分に連結される。リアクションディスクの数は、ブレーキディスクの数
と実質的に同じであることが望ましい。ハウジング10に対するリアクションディ
スク120の如何なる回転も、或る程度のラッシュを許容するものであるから、リ
アクションディスク120が、固定周囲の部分と、回転しないように、直接又は間
接、確実に支持されていることが望ましい。好適な実施形態では、この確実な接
続は、リアクションディスク120の周りの部分にある穴に押込まれる多くのピン1
22のシリーズによってもたらされる。これらのピン122は、リアクションディス
ク120の外径の周りで拡張した領域121に形成された対応する溝108に連結されて
いる。ピンと溝の数は、必要に応じて、或いは、望みに応じて、変更することが
できる。３〜８が好適で、４の場合が図示されている。この構造は、ピン122の
ための４つの正確にドリルされた穴を介してリアクションディスク120を隣合う
部分に対して正確に位置付けることを可能にし、その結果、ブレーキのラッシュ
を回避しながら、より正確にリアクションディスク120を位置付けることになる
。さらに、これは、ディスク120に関してブレーキアセンブリ100の隣接している
部分を機械加工する必要性なしで達成され、かくして、コストが最小に維持され
る。

【００４６】開示された特定の好適な実施形態では、リアクションディスク120は4インチの
直径で、その中に2.2インチの内側の穴を有している。４つの拡張した領域がデ
ィスク125の外側の円周から広がり、その長さは.17インチである。４つの.31イ
ンチの半円状溝123が拡張領域121の中心にあり、4.35インチのボルト円周にある
。ディスク自体は、およそ.07インチの厚さである。それらは、両側にリン酸鉄
などのリアクション材料でコーティングされている。

【００４７】ピン122は、実質的に溝123に合うような大きさである。ディスクを含む隣接し
ている部分の開口は、ディスクの直径4.35インチを僅かに上回る直径である。

【００４８】シャフト60に取付けられているブレーキプレート110は、シャフト60と共に回
転する。リアクションプレート120は、リアクションプレート120の溝108との一
連の位置決めピン122の接触により、停止位置を保持している。

【００４９】アクチベイティングピストン102（図１）と協働して、ピン122はリアクション
ディスク120をピストン102に固定し、また、ハウジング10に対して所定の位置に
アクチベイティングピストン102（従って、リアクションディスク120）を保持す
るように機能する。

【００５０】前者に関して言えば、ピストン102の半円状溝103は、如何なる周方向運動に対
してもピン122を捕捉し、その結果、ピストンにリアクションディスク120を結び
付ける。この相互接続は、ピストン本体の中での、ピン122と軸方向延長部124に
よって強化される。この延長部124は、溝103内にピン122を保持することによっ
て、また、ピストン102に対してピン122の如何なる角度的シフチングにも抵抗す
ることによってピストン102に対してピン122を結び付ける。

【００５１】後者に関して言えば、ピストン102を超えて延びるピン122の小さなスタッブ延
長部127は、ハウジング10の前面部20の穴28と協働して、ピストンを位置付け、
ハウジング10に対するピストン102（その結果、リアクションディスク120）の回
転を防ぐ。ハウジングの穴28で捕らえられるピン122は、ハウジングに対するリ
アクションディスク120の回転運動を許さない。穴28はピン122よりも直径が僅か
に大きい（.01乃至.05インチ）。このことは、ピン122の縦軸に沿ってピン122と
ハウジング10の間のいくらかの運動を許容する。このことは、軸に沿ってピスト
ン102の妨害のないアクチュエイション／デアクチュエイションの動きを許容す
る。

【００５２】図示された実施形態では、ピン122が比較的高い圧力にさらされるので（例え
ば、デアクチベイションキャビティ32が加圧される間）、ピン122は延長部124に
おける少なくともどこかでピストン102にシールされている。これは、その間で
の流れを防ぐ。図示された例では、このシールは、ピンとピストンの間のプレス
タイプ（圧入）嵌め合いによってもたらされる（.312インチの直径のピンが.281
インチの穴に圧入される）。もし、必要であるか、及び／又は適切であるならば
、この圧入タイプのシールの替わりに、別のシールか他の流体保持手段を利用す
ることができる。

【００５３】ピストン102と協働する際に、ピン122は、リアクションディスク120を直接ハ
ウジング10に取付ける機能を果たす。その他の点では、ピン122は以前に説明さ
れたように機能する。

【００５４】開示された特定のピン122は、長さが1.625インチで、直径が.313インチである
。以前に詳しく説明されたように、これらのピンは、直径4.35インチのボルト円
周で、直径.281インチの４つの穴に圧入される。ピンの自由端127はピストン102
の表面を超えておよそ.3インチだけ延びている。ピン自体の端部127は、ハウジ
ング前面部20にある４つの直径.35インチの穴28に位置付けられており、これも
直径4.35インチのボルト円周上にある。その結果、ピン122は、ハウジングと協
働して、ピストン102の回転運動ではなく、軸方向運動を許容する（そして、ピ
ストンとともにリアクションディスク120がブレーキを解放する）。

【００５５】このブレーキ機構100では、どちらかのキャビティ32、52の加圧は、アクチベ
イティングピストン102を、ばね108に対して差動的に動かしめ、その結果、ブレ
ーキプレートとリアクションプレートとの接触を解除し、かくして、装置のブレ
ーキ機能をなくする。

【００５６】また、開示された好適な実施形態では、ポート31、51はパワーメカニズム200
から圧力を供給したり、戻らせたりする。従って、パワーメカニズム200を操作
するために適切なポート31、51が加圧されると、ブレーキ機構100もまたデアク
チベイト（非作動に）されるであろう。これは統合されたモータ／ブレーキ作動
をもたらすように、如何なるブレーキ用バルブ、外部流体の接続、又はその他の
より複雑な部品の必要性も排除する（そのような接続、部品などが望まれない限
り）。この作動では、キャビティ32、52の断面積が実質的に等しいので（図示の
ように）、パワーメカニズム200がどのように操作されても、ブレーキ解放／ア
クチュエイション作動は実質的に同じになるであろう。異なる断面積では、互い
に異なるアクチュエイション回数と強度がもたらされるであろう。

【００５７】また、ピストン102の作動側面に加えて、ポート31、51の圧力／戻り流体から
シールされるピストン102の後ろの領域129がある。このピストンの後ろの領域12
9は、ブレーキ機構100の上に追加的制御（コントロール）要素をもたらす。すな
わち、ブレーキ機構100の残りの部分によって提供されるコントロールの如何に
拘らず操作することができるコントロールである。

【００５８】追加的コントロールは、単純な作動、排出(vent)作動、チャージ補償、及び／
又は別々の追加ブレーキ作動装置を含む。

【００５９】ピストンの後ろの領域129の単純な作動では、この領域は如何なる追加的接続
もされることがないであろう。従って、ブレーキのコントロールは、完全にキャ
ビティ32、52の圧力によるであろう。（或る場合には、キャビティ32、52のため
のシールを通過する付随的な漏れによる如何なる圧力の高まりも防ぐべく、ピス
トンの後ろのこの領域129のためのブリードオフ流路を設けることが有利な場合
もあることに注意されたい。そのようなブリードオフは、軸受21の内側で駆動軸
60の周りにある領域に領域129から小さな穴を延長させることによって設けるこ
とができよう。これは、如何なる付帯的な高い圧力流体も、軸受21と関連ダスト
シールを通り抜けさせるであろう。このバイパス流体は極少であろうから、装置
の総合的な作動が、そのような付加によって低下させられることはないであろう
。）

【００６０】ピストンの後ろのこの領域129の排出作動では、そのための排出メカニズムは
ピストンの後ろの領域を、より低圧の領域へコントロールされた方法で接続する
であろう。この排出は、二元的な動作バルブを通してリターン（戻り）ポートに
供給されるか、又は、その他の方法で望むように供給することができる。別のラ
イン130は、模式的に示されている。この相互接続における或る種の機構が排出
の程度のコントロールを可能にするであろう。これは、排出部を通る流体の流れ
を妨害することによって、例えば、ブレーキ機構100の速度のコントロールをも
たらすことができるであろう。

【００６１】しかし、開示された好適な実施形態では、ピストン102の全体的な運きは十分
に小さいので、正確なコントロールは難しいであろうということに注意すべきで
ある。

【００６２】チャージされた補償モード(compensation mode)では、或る情況の下では、両
方のポート31、51がアクチュエイトされるのは可能である（すなわち、両方のポ
ートが両方のポートに対する等しい圧力を含めて、戻り圧より上の圧力にさらさ
れるであろう）。これらの情況の下では、ピストンの後ろの領域129に接続され
る追加的ポート（再び、130と付番）が、さもなくば２つのキャビティ32、52の
加圧によって提供されるであろうブレーキ解放動作を除き、ブレーキ機構100の
作動を変更することができる。開示された実施形態におけるピストン102の後ろ
の総面積が実質的に２つのキャビティ32、52の断面積の合計と等しいので、これ
は、特にそうである。

【００６３】さらに、ピストンの後ろの領域129を別のブレーキ作動装置として使用するこ
とができる。この実施形態では、ポート130は高い圧力源への別のバルブを通し
て再び相互接続のために設けられるであろう。ピストンの後ろの領域129が実質
的に１番目と２番目のキャビティの合算領域と等しいから、すべての３つのポー
ト31、51、及び130が完全な高圧になると、ブレーキ機構はブレーキをかけられ
た状態のままで残るであろう。すなわち、ピストンの両側の圧力は、打ち消し合
って、ばね108がブレーキをかけ続けることを許容するであろう。しかし、ピス
トンの後ろの領域129の圧力が減少すると、ブレーキは解放されるであろう。す
なわち、１番目と２番目のキャビティ32、52の加圧はピストンの後ろの領域129
の流体の圧力と組合わせたばね108の力よりも大きいであろう。この理由により
、２つのポート31、51の圧力と完全に別に、ブレーキはポート130を通して作動
されることができる。

【００６４】圧力メカニズム200は、シャフト60の選択的回転をもたらすようにブレーキと
関連付けられた装置である。開示されたこの特定の圧力メカニズムは、マルチプ
レート・マニフォールドと題せられる米国特許第4,697,997号と、バランシング
・プレートと題せられる米国特許第4,717,320号の原理によって作動するもので
、これらは、参照として、ここに取入れられる。

【００６５】このパワーメカニズムでは、１つのポート31が揺動軸201の周りの領域に接続
され、もう片方のポート51が間ハウジング20の通路とマルチプレートマニフォー
ルドの通路を通って、装置のロータのバルブ溝204に接続されている。この内部
接続により、ポート31が加圧されると、デアクチベイションキャビティ32とロー
タの中央開口が加圧されるであろう。このことは、ブレーキ機構の解放を招き、
シャフトが１方向に回転するのを許容するであろう。これと同一の設定で、他方
のポート51が加圧されると、デアクチベイションキャビティ52とロータの外側の
バルブ溝204が加圧されるであろう。これは、また、ブレーキ機構を解放し、シ
ャフトが逆方向に回転するのを許容するであろう。

【００６６】或るアプリケーションでは、自動的ブレーキ解放は、両方の方向ではなく、１
つの方向で望まれること注意されたい。このタイプのアプリケーションの下では
、或るキャビティへの流体接続はバルブによって遮られるであろう。また、これ
は、フェザード(feathered)のブレーキ解放をもたらすであろう。

【００６７】所望なら、その他の圧力メカニズム及び接続を替わりに用いることができよう
。例えば、パワーメカニズム200が、1989年10月31日にホワイト氏に発行された
米国特許第4,877,383号に示されるクローズドセンターモータであるならば、流
体接続のために一連の４つのポートがあるであろう（ブレーキ機構100のための
２つとジェロータモータ圧力メカニズム200のためのと２つ）。これらのポート
は並列に接続できよう（既に説明したように、同時のブレーキ解放／回転のため
）。ポート130を使用して、さらに、ブレーキ解放を遅くすることから他の２つ
のポートを積極的にオーバーライドすることまで装置の適応性を増加させながら
、２つは並列に、そして、２つは独立に（これは外側のポートの独立コントロー
ルを許容しながら、並列なポートの加圧に対してブレーキ解放と回転を許すであ
ろう。）。

【００６８】本発明が、或る程度の具体性をもって好適な実施形態について説明されたが、
請求の範囲から外れることなく、多くの変更をなし得ることが理解されるべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した油圧装置の長手方向断面図。

【図２】図１のハウジングの背面図。

【図３】図１のアクチベイティングピストンの断面図。

【図４】図２のハウジングの背面図。

【図５】図３のピストンの２つのアクチベイションキャビティの表面の比
較図。

【図６】図１のハウジングの正面図。

【図７】図１のブレーキに使用されるリアクションディスクの端面図。

【図８】図１のブレーキに使用されるブレーキディスクの端面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと該ハウジングに回転可能に連結されたシャフト
とを有する油圧ブレーキであって、さらに、前記シャフトと一体的に回転するように前記シャフトに連結されたブレーキプ
レートと、前記ハウジングに連結され前記ブレーキプレートに隣合うリアクションプレー
トと、前記ハウジング内のキャビティにあるアクチベイティングピストンと、前記ブ
レーキプレートと前記リアクションプレートとの間の物理的なブレーキ接触を引
き起こすための手段と、前記アクチベイティングピストンと前記ハウジングの一部の間のキャビティを
画定するシールと、前記キャビティを前記パワーメカニズムの１つのポートに接続し前記パワーメ
カニズムの前記１つのポートが加圧されたときブレーキを作動させるための手段
とを有してなる、油圧ブレーキ。
【請求項２】前記アクチベイティングピストンの一部と前記ハウジングの
間の第２のキャビティを画定する第２のシールと、前記キャビティを前記パワーメカニズムの他方のポートに接続し前記パワーメ
カニズムの前記他方のポートが加圧されたときブレーキを作動させるための手段
の付加によって特徴付けられる、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項３】ばねが付加されることを特徴とし、該ばねが前記ハウジング
と前記ブレーキディスク又は前記リアクションディスクの１つとの間に延びて前
記ブレーキをブレーキ状態に付勢する、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項４】前記ばねが前記キャビティから見て前記アクチベイションの
反対側にあることを特徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項５】前記ばねが前記第２のキャビティから見て前記アクチベイシ
ョンの反対側にあることを特徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項６】前記アクチベイティングピストンが前記第１と第２のキャビ
ティの両方に関して一体であることを特徴とする、請求項２の油圧ブレーキ。
【請求項７】ピンが追加され該ピンが前記アクチベイティングピストンと
リアクションディスクを前記ハウジングに非回転可能に連結することを特徴とす
る、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項８】第３のキャビティと該キャビティのシール手段が追加され、
前記第３のキャビティは、該キャビティのアクチベイティングピストンの反対側
にあり、さらに、前記第３のキャビティの圧力を制御する手段を有することを特
徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項９】前記キャビティが前記第２のキャビティから径方向にずれて
いることを特徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項１０】前記キャビティが前記キャビティと軸方向に重なっている
ことを特徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項１１】前記キャビティと第２のキャビティの表面積が実質的に等
しいことを特徴とする、請求項１の油圧ブレーキ。
【請求項１２】請求項１の油圧ブレーキであって、前記キャビティと第３
のキャビティから見て前記アクチベイティングピストンの反対側に第３のキャビ
ティを画定するシール手段を具え、さらに、前記第３のキャビティの圧力を制御
するための制御手段を有することを特徴とする、油圧ブレーキ。
【請求項１３】前記制御手段が前記第３のキャビティの選択的加圧を含む
ことを特徴とする、請求項１２の油圧ブレーキ。
【請求項１４】前記キャビティと第３のキャビティから見て前記アクチベ
イティングピストンの反対側に第３のキャビティを画定するシール手段を具え、前記第３のキャビティが前記キャビティの面積と前記第２のキャビティの面積
との和に実質的に等しい表面積を有することを特徴とする、請求項２の油圧ブレ
ーキ。
【請求項１５】ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に連結されたシ
ャフトとを具えた、２つのポートを有する装置のための油圧ブレーキであって、パワーメカニズムと、該パワーメカニズムを前記シャフトに連結するための手
段とを具え、前記パワーメカニズムは前記２つのポートに接続されていて１つの
ポートが加圧されたとき前記シャフトを選択的に回転させるようになっており、前記シャフトと一体に回転するように前記シャフトに連結されたブレーキプレ
ートと、前記ハウジングの中のキャビティと、前記ハウジングの中のキャビティにある
アクチベイティングピストンと、ピンと、リアクションプレートを具え、前記ピンは前記リアクションプレート
、前記アクチベイティングピストン及び前記ハウジングの間に延びて前記リアク
ションプレートの前記ハウジングに対する回転を阻止しており、前記リアクショ
ンプレートは前記ブレーキピストンと隣合っており、前記ブレーキプレートと前記リアクションの間で前記アクチベイティングピス
トンに物理的なブレーキを引き起こさせるための手段と、前記アクチベイティングピストンの一部と前記ハウジングの間のキャビティを
画定するためのシールと、前記パワーメカニズムの前記１つのポートの加圧でブレーキを作動させるよう
に前記キャビティを前記パワーメカニズムの１つのポートに接続する手段と、前記アクチベイティングピストンの一部と前記ハウジングの間の第２のキャビ
ティを画定するシールと、そして、前記パワーメカニズムの他方のポートの加圧でブレーキを作動させる
ように前記第２のキャビティを前記パワーメカニズムの他方のポートに接続する
手段とを有してなる、油圧ブレーキ。
【請求項１６】ばねが付加されることを特徴とし、該ばねが前記ハウジン
グと前記ブレーキディスク又は前記リアクションディスクの１つとの間に延びて
前記ブレーキをブレーキ状態に付勢する、請求項１５の油圧ブレーキ。
【請求項１７】前記ばねが前記キャビティから見て前記アクチベイション
の反対側にあることを特徴とする、請求項１５の油圧ブレーキ。
【請求項１８】前記アクチベイティングピストンが前記第１と第２のキャ
ビティの両方に関して一体であることを特徴とする、請求項１５の油圧ブレーキ
。
【請求項１９】前記キャビティと第３のキャビティから見て前記アクチベ
イティングピストンの反対側に第３のキャビティを画定するシール手段を具え、前記第３のキャビティが前記キャビティの面積と前記第２のキャビティの面積
との和に実質的に等しい表面積を有することを特徴とする、請求項１５の油圧ブ
レーキ。
【請求項２０】２つの入力と、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能
に連結されたシャフトとを具えたリバーシブルのパワーメカニズムのための油圧
ブレーキであって、前記パワーメカニズムを前記シャフトに連結する手段と、２つポートを具え、
前記２つのポートは前記ハウジングの中にあり、さらに、前記２つのポートを前
記パワーメカニズムの前記２つの入力にそれぞれ相互接続する手段と、ブレーキプレートと、該ブレーキプレートを前記シャフトと一体に回転するよ
うに連結する手段と、前記ハウジング内にあるアクチベイティングピストンであって、前記ハウジン
グとの間に第１と第２のアクチベイションキャビティを画定するアクチベイティ
ングピストンと、リアクションディスクと、ピンとを具え、該ピンは、前記リアクションディス
クを非回転可能に前記アクチベイティングピストンに連結し、前記アクチベイテ
ィングピストンを前記ハウジングに非回転可能に連結し、前記ハウジングと前記アクチベイティングピストンの間に延び、前記ブレーキ
ディスクを前記リアクションディスクにブレーキ的に係合させるためのばねと、前記第１と第２のキャビティは前記ばねから見て前記アクチベイティングピス
トンの反対側にあり、そして、前記ハウジング内にあって前記第１のポートを前記第１のキャビティに接続す
る手段と、前記ハウジング内にあって前記第２のポートを前記第２のキャビティ
に接続する手段をと具え、かくして、いずれかのポートの加圧が前記ブレーキを
解放し前記パワーメカニズムを作動させるようになっている、油圧ブレーキ。
【請求項２１】前記アクチベイティングピストンとハウジングが第３のキ
ャビティを画定し、該第３のキャビティが前記ばねのように前記アクチベイティングピストンの同
じ側にあり、さらに、前記第３のキャビティを加圧する選択的手段を有することを特徴とする、請求項２０の油圧ブレーキ。
【請求項２２】前記アクチベイティングピストンが前記第１と第２のキャ
ビティの両方に関して一体であることを特徴とする、請求項２０の油圧ブレーキ
。
【請求項２３】前記キャビティが前記第２のキャビティから径方向にずれ
ていることを特徴とする、請求項２０の油圧ブレーキ。
【請求項２４】前記キャビティが前記キャビティと軸方向に重なっている
ることを特徴とする、請求項２０の油圧ブレーキ。
【請求項２５】前記キャビティと第２のキャビティの表面積が実質的に等
しいことを特徴とする、請求項２０の油圧ブレーキ。
【請求項２６】前記キャビティと第３のキャビティから見て前記アクチベ
イティングピストンの反対側に第３のキャビティを画定するシール手段を具え、前記第３のキャビティが前記キャビティの面積と前記第２のキャビティの面積
との和に実質的に等しい表面積を有することを特徴とする、請求項２５の油圧ブ
レーキ。
【請求項２７】両方ともに表面積がある２つのシールされたブレーキキャ
ビティを具えた油圧ブレーキであって、前記２つのブレーキキャビティの一方が
他方のブレーキキャビティから少なくとも部分的に外方向に位置しており、前記２つのブレーキキャビティの表面積が実質的に等しいことを特徴とする、油圧ブレーキ。
【請求項２８】両方ともに表面積がある２つのシールされたブレーキキャ
ビティを具えた油圧ブレーキであって、前記２つのブレーキキャビティの一方が
他方のブレーキキャビティから少なくとも部分的に外方向に位置しており、前記２つのブレーキキャビティの表面積が実質的に等しくないことを特徴とす
る、油圧ブレーキ。
【請求項２９】前記２つのブレーキキャビティの内径と外径の差が等しく
ないことを特徴とする、請求項２７の油圧ブレーキ。
【請求項３０】１つのブレーキキャビティが外側のブレーキキャビティと
径方向に重なり合わないことを特徴とする、請求項２７の油圧ブレーキ。
【請求項３１】アクチベイティングピストンに２つのシールとブレーキ作
動用のばねを具えた油圧ブレーキであって、前記両方のブレーキキャビティが前記ブレーキ作動用ばねから見て前記アクチ
ベイティングピストンの反対側にあることを特徴とする、油圧ブレーキ。
【請求項３２】少なくとも１つのブレーキキャビティが前記ブレーキ作動
用ばねと軸方向に重なり合うことを特徴とする、請求項３１の油圧ブレーキ。
【請求項３３】少なくとも１つのブレーキキャビティが前記ブレーキ作動
用ばねと径方向に重なり合うことを特徴とする、請求項３１の油圧ブレーキ。
【請求項３４】ブレーキ作動用ばねに抗して選択的に操作されるブレーキ
ピストンを具えた油圧ブレーキであって、キャビティと、前記ブレーキ作動用ばねと同一の方向に前記キャビティに力を
作用させる手段と、ブレーキ力を増加させるために前記手段を選択的に作動させる手段を有するこ
とを特徴とする、油圧ブレーキ。