JP2018178935A - Hydraulic drive motor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、油圧駆動モータに関する。 The present disclosure relates to a hydraulic drive motor.
従来より、駆動軸に対して放射状にC配置されたピストンを、油圧源から供給される作動油を用いてシリンダ内で往復運動させることにより、回転トルクを発生させるラジアル型の油圧モータが知られている(特許文献1)。特許文献1に記載の油圧モータは、それぞれが異なる作動容量D1,D2を有する2列のピストンシリンダ組立体を、駆動軸方向に並列に配置している。
Conventionally, a radial type hydraulic motor is known which generates rotational torque by reciprocating a piston radially arranged C with respect to a drive shaft in a cylinder using hydraulic oil supplied from a hydraulic pressure source. (Patent Document 1). In the hydraulic motor described in
特許文献1に記載の構成は、2列のピストンシリンダ組立体を駆動軸方向に並列に配置している。したがって、回転軸方向の寸法が増大してしまうという問題がある。
In the configuration described in
本開示の目的は、回転軸方向の寸法の増大を抑制しつつ、出力トルクの分解能を向上させた、油圧駆動モータを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a hydraulic drive motor in which the resolution of output torque is improved while suppressing an increase in the dimension in the rotational axis direction.
本開示の一態様に係る油圧駆動モータは、油圧源と油路を介して接続された第1のシリンダおよび前記第1のシリンダに摺動可能に嵌挿される第1のピストンをそれぞれ備える複数の第1のポンプモータと、前記油圧源と油路を介して接続された第2のシリンダおよび前記第2のシリンダに摺動可能に嵌挿される第2のピストンをそれぞれ備える複数の第2のポンプモータと、外周面に前記第1のピストンおよび前記第2のピストンが摺動する偏心カム部を有する回転軸と、を備える油圧駆動モータであって、前記第1のシリンダの中心軸と前記第2のシリンダの中心軸とが、前記回転軸の軸方向に垂直な第1の平面において前記偏心カム部のまわりに放射状に配置され、前記複数の第1のポンプモータの容量は、前記複数の第2のポンプモータの容量と異なる構成を採る。 A hydraulic drive motor according to an aspect of the present disclosure includes a plurality of first cylinders connected via a hydraulic pressure source and an oil passage, and a plurality of first pistons slidably inserted in the first cylinders. A plurality of second pumps each comprising a first pump motor, a second cylinder connected to the hydraulic pressure source via an oil passage, and a second piston slidably inserted in the second cylinder. A hydraulic drive motor comprising: a motor; and a rotating shaft having an eccentric cam portion on the outer peripheral surface on which the first piston and the second piston slide, wherein a central axis of the first cylinder and the first driving shaft The central axes of the two cylinders are radially arranged around the eccentric cam portion in a first plane perpendicular to the axial direction of the rotation axis, and the displacements of the plurality of first pump motors are Second pump Take the capacity and different configurations of data.
本開示によれば、回転軸方向の寸法の増大を抑制しつつ、出力トルクの分解能を向上させた、油圧駆動モータを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a hydraulic drive motor in which the resolution of the output torque is improved while suppressing the increase in the dimension in the rotational axis direction.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1Aは、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aの側面模式図である。図1Bは、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aの断面模式図である。図1Cは、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aの油路配線図である。
First Embodiment
FIG. 1A is a schematic side view of a
油圧駆動モータ10Aは、支持体11と、第1のシリンダ40A、第2のシリンダ40Bと、リンク機構Lと、第1のピストン43Aと、第2のピストン43Bと、回転軸12を備える。
The
支持体11は、油圧駆動モータ10Aの筐体(図示せず)に固定される。一例において、支持体11は、支持体中心軸C1を中心とする略円環体である。他の一例において、支持体11は支持体中心軸C1を中心とする略円盤である。
The
第1のシリンダ40Aは、容量Q1を有し、支持体11に対して揺動可能に接続される。一例において、支持体11には、3本の第1のシリンダ40A(40A−1,40A−2,40A−3)が接続される。
The
第2のシリンダ40Bは、容量Q2を有し、支持体11に対して揺動可能に接続される。一例において、支持体11には、3本の第2のシリンダ40B(40B−1,40B−2,40B−3)が接続される。
The
第1のシリンダ40Aの容量Q1は、第2のシリンダ40Bの容量Q2と異なる。一例において、第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bは、高さが等しく、内径が異なる。
The volume Q1 of the
第1のシリンダ40Aの中心軸と第2のシリンダ40Bの中心軸とは、油圧駆動モータ10Aの支持体中心軸C1の軸方向に垂直な第1の平面上に延在する。
The central axis of the
リンク機構Lは、第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)を、支持体11に対して揺動可能に接続する。支持体11および第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)の間のリンク機構Lを支点として、第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)は、支持体11に対して揺動する。一例において、リンク機構Lは、玉軸受を備える。一例において、リンク機構Lは、図1Aに示されるように支持体中心軸C1を中心とする円周上に、等間隔に配置される。
The link mechanism L pivotally connects the
第1のピストン43Aは、第1のシリンダ40Aに摺動可能に嵌挿される。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の第1のピストン43A(43A−1,43A−2,43A−3)を備え、それぞれが、3本の第1のシリンダ40A(40A−1,40A−2,40A−3)に嵌挿され、内部が作動油で満たされる。
The
第2のピストン43Bは、第2のシリンダ40Bに摺動可能に嵌挿される。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の第2のピストン43B(43B−1,43B−2,43B−3)を備え、それぞれが、3本の第2のシリンダ40B(40B−1,40B−2,40B−3)に嵌挿され、内部が作動油で満たされる。
The
回転軸12は、支持体中心軸C1を中心に回転する。回転軸12は、偏心カム部12aおよび駆動軸12bを備える。偏心カム部12aは、円柱である。第1のピストン43Aおよび第2のピストン43Bは、偏心カム部中心軸C2の方向に向けて偏心カム部12aに当接し、偏心カム部12aの外周面に摺動する。駆動軸12bは、油圧駆動モータ10Aの被駆動体(図示せず)に接続され、油圧駆動モータ10Aの動作時に、被駆動体に駆動力を伝達する。
The rotating
図1Aに示されるように、油圧駆動モータ10Aは、第1のシリンダ40Aの中心軸と第2のシリンダ40Bの中心軸とが、回転軸12の軸方向に垂直な平面(第1の平面)において偏心カム部12aのまわりに放射状に配置される、ラジアル型油圧駆動モータである。第1のピストン43A(第2のピストン43B)が一往復する間に、回転軸12は、一回転する。
As shown in FIG. 1A, in the
一例において、図1Aに示されるように、第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bは、偏心カム部12aを挟んで互いに対向するように配置される。また、一例において、第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bは、図1Aに示されるように周方向に交互に配置される。このように配置されることにより、油圧駆動モータ10Aの一回転におけるトルクの変動を抑制することができる。
In one example, as shown in FIG. 1A, the
油圧駆動モータ10Aは、さらに、第1の流れ制御部21Aと、第2の流れ制御部21Bと、高圧側油路35A,35Bと、低圧側油路36A,36Bと、ポンプ37(油圧源)と、クランク角検出センサ13と、弁体制御部14とを備える。
The
第1の流れ制御部21Aと、第1のシリンダ40Aと、第1のピストン43Aとは、第1のポンプモータ20Aを構成する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3個の第1のポンプモータ20A(20A−1,20A−2,20A−3)を備える。
The first
第2の流れ制御部21Bと、第2のシリンダ40Bと、第2のピストン43Bとは、第2のポンプモータ20Bを構成する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3個の第2のポンプモータ20B(20B−1,20B−2,20B−3)を備える。
The second
第1の流れ制御部21Aは、高圧側油路35Aと、低圧側油路36Aと、第1のシリンダ40Aと接続され、それらの間の油の流れを制御する。油の流れの制御については、図3A〜図4Gを参照して後述する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3個の第1の流れ制御部21A(21A−1,21A−2,21A−3)を備える。
The first
第2の流れ制御部21Bは、高圧側油路35Bと、低圧側油路36Bと、第2のシリンダ40Bと接続され、それらの間の油の流れを制御する。油の流れの制御については、図3A〜図4Gを参照して後述する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3個の第2の流れ制御部21B(21B−1,21B−2,21B−3)を備える。
The second
高圧側油路35Aは、第1の流れ制御部21Aに連通する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の高圧側油路35A(35A−1,35A−2,35A−3)を備える。
The high pressure
高圧側油路35Bは、第2の流れ制御部21Bに連通する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の高圧側油路35B(35B−1,35B−2,35B−3)を備える。
The high pressure
高圧側油路35A,35Bは、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bに高圧の作動油を送出する、または、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bから高圧の作動油を導入する。
The high pressure
低圧側油路36Aは、第1の流れ制御部21Aに連通する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の低圧側油路36A(36A−1,36A−2,36A−3)を備える。
The low pressure
低圧側油路36Bは、第2の流れ制御部21Bに連通する。一例において、油圧駆動モータ10Aは、3本の高圧側油路36B(36B−1,36B−2,36B−3)を備える。
The low pressure
低圧側油路36A,36Bは、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bに低圧の作動油を送出する、または、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bから低圧の作動油を導入する。
The low pressure
ポンプ37は、高圧側油路35A,35Bおよび低圧側油路36A,36Bに連通し、低圧側油路36A,36Bから吸入した作動油を、高圧側油路35A,35Bに吐出することにより、圧油を供給する。圧油の流量を略一定に維持することができる限りにおいて、ポンプ37の構成は特に制限されず、公知のポンプを用いることができる。
The
一例において、図1Cに示されるように、高圧側油路35A,35Bおよび低圧側油路36A,36Bの間で、3個の第1の流れ制御部21A(21A−1,21A−2,21A−3)と、3個の第2の流れ制御部21B(21B−1,21B−2,21B−3)と、ポンプ37とは、並列に接続される。
In one example, as shown in FIG. 1C, three first
図1Aを参照する。クランク角検出センサ13は、偏心カム部12aの回転角度θを検出する。一例において、クランク角検出センサ13は、光学式のロータリエンコーダである。
Please refer to FIG. 1A. The crank
弁体制御部14は、検出された偏心カム部12aの回転角度θに応じて、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bが備える第1のソレノイド41d(第1のアクチュエータ)および第2のソレノイド42d(第2のアクチュエータ)を制御する。第1のソレノイド41dおよび第2のソレノイド42dについては、図2Aおよび図2Bを参照して後述する。一例において、弁体制御部14は、CPUおよびROMを備え、CPUが、それぞれROMに格納されているプログラムを読み出して実行するコンピュータを備える。
The valve
なお、図1Bにおいては、簡単のために、支持体11が、支持体中心軸C1に垂直な平面によって第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)と分離されるように配置されている構成が示されている。しかしながら、支持体11を第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)の外径側に配置する構成も考えられる。さらに、クランク角センサ13が回転角度θを検出することができる限り、回転軸12の軸方向の長さを短くすることができる。そのような構成により、油圧駆動モータ10Aの軸方向の厚みをより減少させることができる。
In FIG. 1B, for the sake of simplicity, the
この場合、例えば、支持体11および第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)を離間して配置することにより第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)と支持体11との干渉を防ぐ、径方向に幅を持たせたリンク機構を採用してもよい。
In this case, for example, the
図2Aは、本開示に係る第1のポンプモータ20Aの説明図である。図2Bは、本開示に係る第2のポンプモータ20Bの説明図である。
FIG. 2A is an explanatory view of a
第1の流れ制御部21(21A,21B)は、低圧側逆止弁41(第1の逆止弁)および高圧側逆止弁42(第2の逆止弁)を備える。シリンダ40(40A,40B)は、低圧側逆止弁41を介して低圧側油路36(36A,36B)と接続されるとともに、高圧側逆止弁42を介して高圧側油路35(35A,35B)と接続されている。
The first flow control unit 21 (21A, 21B) includes a low pressure side check valve 41 (first check valve) and a high pressure side check valve 42 (second check valve). The cylinder 40 (40A, 40B) is connected to the low pressure side oil passage 36 (36A, 36B) via the low pressure
低圧側逆止弁41は、第1の弁座41aと、第1の弁体41bと、第1のスプリング41cと、第1のソレノイド41dとを備える。低圧側逆止弁41は、例えば、ポペットバルブである。
The low pressure
また、低圧側逆止弁41は、所望のタイミングで閉弁可能に構成されている。具体的には、低圧側逆止弁41に、弁体制御部14からの制御信号に応じて、第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる第1のソレノイド41dが設けられている。
The low pressure
第1のスプリング41cは、第1の弁体41bを第1の弁座41aから離間させる方向へ押圧する。
The
第1のソレノイド41dは、弁体制御部14から電力を供給されている間だけ、第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる。弁体制御部14には、クランク角検出センサ45aにより検出された偏心カム部12aの回転角度θが入力される。弁体制御部14は、入力された偏心カム部12aの回転角度θに基づいて、第1のソレノイド41dを制御して、第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる。
The
高圧側逆止弁42は、第2の弁座42aと、第2の弁体42bと、第2のスプリング42cと、第2のソレノイド42dとを備える。高圧側逆止弁42は、例えばポペットバルブである。
The high pressure
また、高圧側逆止弁42は、所定のタイミングで開弁する。さらに、高圧側逆止弁42は、開弁状態を維持可能に構成されている。具体的には、高圧側逆止弁42には、第2の弁座42aから離間した第2の弁体42bの離間状態を保持する第2のソレノイド42dが設けられている。第2のソレノイド42dは、弁体制御部14からの制御信号により制御される。
Further, the high pressure
第2のスプリング42cは、第2の弁体42bを第2の弁座42aに着座させる方向へ付勢する。
The
第2のソレノイド42dは、弁体制御部14から電力を供給されている間だけ、第2の弁体42bを第2の弁座42aから離間させる。弁体制御部14は、偏心カム部12aの回転角度θに基づいて、第2のソレノイド42dを制御して、第2の弁体42bを第2の弁座42aから離間させる。
The
次に、ポンプモータ20(20A,20B)の動作行程である、ポンピング工程、モータリング工程、アイドル工程を説明する。弁体制御部14は、第1のポンプモータ20Aおよび第2のポンプモータ20Bを、以下に説明する、ポンピング工程、モータリング工程、アイドル工程のいずれかで動作させるように制御する。
Next, a pumping process, a motoring process, and an idle process, which are the operation strokes of the pump motor 20 (20A, 20B), will be described. The
<ポンピング行程>
図3A〜図3Fは、作動油を低圧側油路36からシリンダ40内へ吸入して、高圧側油路35へ吐出する行程(ポンピング行程)を示す図である。
<Pumping stroke>
FIGS. 3A to 3F are diagrams showing a stroke (pumping stroke) in which the hydraulic oil is sucked from the low pressure
偏心カム部12aの回転に伴い、ピストン43が上死点から下死点まで下降する吸入行程(図3A〜図3C)において、第1のソレノイド41dには、弁体制御部14から電力が供給されず、第1の弁体41bは第1の弁座41aから離間した状態となる。このようにして、吸入行程では、低圧側逆止弁41が開弁し、低圧側油路36内の作動油がシリンダ40内に導入される。また、吸入行程では、高圧側逆止弁42は閉弁している。
In the suction stroke (FIGS. 3A to 3C) in which the
ピストン43が下死点から上死点まで上昇する吐出行程における所定の期間、弁体制御部14は、第1のソレノイド41dに電力を供給しない。これにより、第1の弁体41bは第1の弁座41aから離間した状態を維持する。
The valve
第1の弁体41bが第1の弁座41aから離間し、低圧側逆止弁41が開弁した状態では、図3Dに示すように、高圧側逆止弁42は閉弁状態を維持し、シリンダ40内の作動油は高圧側油路35には流れない。
In a state where the
吐出行程の途中で、第1のソレノイド41dへ電力を供給すると、低圧側逆止弁41が閉弁するとともにシリンダ40の圧力が上昇し、高圧側逆止弁42が開弁する。そして、シリンダ40内の作動油は高圧側油路35へ導出される(図3E〜図3F)。なお、このとき、高圧側逆止弁42の開弁状態を維持するために第2のソレノイド42dの推力は必ずしも必要ではないが、第2のソレノイド42dの推力により、第2の弁体42bに作用する第2のスプリング42cの荷重を打ち消してもよい。
During the discharge stroke, when power is supplied to the
このように、低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを調整することで、第1のポンプモータ20A(第2のポンプモータ20B)の容量を、ゼロ容量〜最大容量Q1(Q2)まで調整することができる。
Thus, by adjusting the timing at which the low pressure
<モータリング行程>
図4A〜図4Gは、作動油が高圧側油路35からシリンダ40内へ流入して、低圧側油路36へ流出する行程(モータリング行程)を示す図である。
<Motoring stroke>
4A to 4G are diagrams showing a stroke (motoring stroke) in which the hydraulic oil flows from the high pressure
図4Aは、ピストン43が上昇中であり、上死点に至る直前の状態を示している。このとき、第1のソレノイド41dへ弁体制御部14から電力の供給はなく、低圧側逆止弁41は、第1のスプリング41cにより開弁状態とされている。
FIG. 4A shows a state in which the
この状態で、弁体制御部14は、第1のソレノイド41dへ電力を供給する。これにより、低圧側逆止弁41は閉弁し、その後のピストン43の上昇行程では、図4Bに示すように、高圧側逆止弁42が開弁する。また、弁体制御部14は、第1のソレノイド41dへの電力の供給開始直後に、第2のソレノイド42dにも電力を供給する。
In this state, the
これにより、ピストン43が上死点に到達した状態では、高圧側逆止弁42は開弁状態を維持する(図4C)。続いて、高圧側油路35内の作動油がシリンダ40内へ流入し、ピストン43を押し下げる(図4D)。
Thus, in the state where the
ピストン43が下死点に至る直前で、弁体制御部14は、第1のソレノイド41dへの電力供給を停止する。これにより、低圧側逆止弁41は開弁し、その後のピストン43の下降行程では、図4Eに示すように、高圧側逆止弁42が閉弁する。また、制御装置50は、第1のソレノイド41dへの電力の供給停止直後に、第2のソレノイド42dへの電力の供給を停止する。これにより、ピストン43が下死点に到達した状態では、低圧側逆止弁41は開弁し、高圧側逆止弁42は閉弁した状態となる(図4F)。ここから、ピストン43が偏心カム部12aの回転慣性によって上死点へ向けて上昇すると、シリンダ40内の作動油は低圧側油路36へ流出することになる(図4G)。
Just before the
ピストン43が下死点から上死点まで上昇する行程において、第1のソレノイド41dへの電力を供給して低圧側逆止弁41を開弁するタイミングを早めることで、それ以降、シリンダ40から低圧側油路36への作動油の流出を行わせないようにすることができる。このように、低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを調整することで、第1のポンプモータ20A(第2のポンプモータ20B)の容量を、ゼロ容量〜最大容量Q1(Q2)まで調整することができる。
By supplying electric power to the
<アイドル行程>
第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aは、複数の第1のポンプモータ20Aおよび複数の第2のポンプモータ20Bを備えている。複数の第1のポンプモータ20Aおよび複数の第2のポンプモータ20Bの一部について、低圧側逆止弁41を常に開弁状態とし、高圧側逆止弁42を常に閉弁状態とすると、当該一部をポンピングにもモータリングにも寄与しないアイドル行程で動作させることができる。
<Idle process>
The
また、上述のように、低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを早めて、第1のポンプモータ20A(第2のポンプモータ20B)の容量をゼロ容量に調整することにより、第1のポンプモータ20A(第2のポンプモータ20B)を、油圧駆動モータ10Aが一回転する間に移動する油量の合計の観点から見てポンピングにもモータリングにも寄与しないアイドル行程で動作させることができる。
In addition, as described above, the timing at which the low pressure
<容量および動作行程の組み合わせ>
第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aにおいて、ポンプモータ20(20A,20B)の容量および動作行程を組み合わせることにより、油圧駆動モータ10Aは、種々の出力トルクを実現することができる。
<Combination of capacity and operation stroke>
In the
例えば、同一の容量(容量1)のポンプモータを6本使用し、3本ずつモータリング行程またはアイドル行程で動作させる場合、油圧駆動モータの出力トルクは、0,3,6の3段階の容量に対応する3段階のトルクである。これに対して、容量1.25(Q1=1.25)の第1のポンプモータ20Aと、容量1(Q2=1)の第2のポンプモータ20Bとを、それぞれ3本ずつモータリング行程またはアイドル行程で動作させる。すると、油圧駆動モータ10Aの出力トルクを、0,3,3.75,6.75(0,3×Q2,3×Q1,3×(Q1+Q2))の4段階の容量に対応する4段階のトルクに調整することができる。
For example, when using six pump motors of the same capacity (capacity 1) and operating three motors at a time in the motoring stroke or idle stroke, the output torque of the hydraulic drive motor is three stages of 0, 3 and 6 Three-step torque corresponding to On the other hand, the
このように、容量の異なるポンプモータを用い、モータリング行程で動作させるポンプモータを選ぶことにより、同じ本数のポンプモータを用いた場合であっても、油圧駆動モータ10Aのより多くの段階(より高い分解能)の出力トルクを実現することができる。
As described above, by using pump motors having different capacities and selecting a pump motor operated in the motoring stroke, even if the same number of pump motors are used, more stages of the
さらに、容量1.25(Q1=1.25)の第1のポンプモータ20Aと、容量1(Q2=1)の第2のポンプモータ20Bとを、それぞれ3本ずつポンピング工程、モータリング行程、またはアイドル行程で動作させる。すると、油圧駆動モータ10Aの出力トルクを、0,0.75,3,3.75,6.75(0,3×(Q1−Q2),3×Q2,3×Q1,3×(Q1+Q2))の5段階の容量に対応する5段階のトルクに調整することができる。
Further, a pumping process, a motoring stroke, three pumps each of the
このように、容量の異なるポンプモータを用い、モータリング行程およびポンピング行程で動作させるポンプモータを選ぶことにより、容量の差分に対応するトルクを利用することができ、油圧駆動モータ10Aのより多くの段階(より高い分解能)の出力トルクを実現することができる。
Thus, by using pump motors having different capacities and selecting a pump motor to be operated in the motoring stroke and the pumping stroke, torque corresponding to the difference in capacity can be utilized, and more
一例において、第1のポンプモータ20Aの容量Q1と第2のポンプモータ20Bの容量Q2の間に次の<式1>が成り立つ。
In one example, the following <
Q2<Q1<Q2×4/3 … <式1>
Q2 <Q1 <Q2 × 4/3 ... <
Q1およびQ2が<式1>の関係を満たすことにより、油圧駆動モータ10Aの出力トルクの分解能を確保しつつ、油圧駆動モータ10A内における、シリンダ40の容積の違いによる無駄な空間を減らすことができる。Q1およびQ2の差を小さくするほど、無駄な空間を少なくすることができる。
By ensuring that Q1 and Q2 satisfy the relationship of <
一例において、Q1は、Q2×5/4に等しい。こうすると、第1のポンプモータ20A(第2のポンプモータ20B)の容量および動作行程を変化させることにより、油圧駆動モータ10Aの低い出力トルク域において、油圧駆動モータ10Aの出力トルクを略リニアに変化させることができる。
In one example, Q1 is equal to Q2 × 5/4. In this case, the output torque of the
このように、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aは、ポンプ37と高圧側油路35および低圧側油路36を介して接続された第1のシリンダ40Aおよび第1のシリンダ40Aに摺動可能に嵌挿される第1のピストン43Aをそれぞれ備える第1のポンプモータ20A−1,20A−2,20A−3と、ポンプ37と油路を介して接続された第2のシリンダ40Bおよび第2のシリンダ40Bに摺動可能に嵌挿される第2のピストン43Bをそれぞれ備える第2のポンプモータ20B−1,20B−2,20B−3と、外周面に第1のピストン43Aおよび第2のピストン40Bが摺動する偏心カム部12aを有する回転軸と、を備える油圧駆動モータ10Aであって、第1のシリンダ40Aの中心軸と第2のシリンダ40Bの中心軸とが、回転軸C1の軸方向に垂直な第1の平面において偏心カム部12aのまわりに放射状に配置され、第1のポンプモータ20A−1,20A−2,20A−3の容量は、第2のポンプモータ20B−1,20B−2,20B−3の容量と異なる構成を採る。
Thus, the
第1の実施の形態によれば、回転軸方向の寸法の増大を抑制しつつ、出力トルクの分解能を向上させることができる。 According to the first embodiment, it is possible to improve the resolution of the output torque while suppressing an increase in the dimension in the rotational axis direction.
(第2の実施の形態)
図5は、第2の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Bの断面模式図である。
Second Embodiment
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a
油圧駆動モータ10Bは、支持体11と、3本の第1のシリンダ40A、3本の第2のシリンダ40Bと、3本の第3のシリンダ40C、3本の第4のシリンダ40Dとを備える。
The
第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bは、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aが備えるものと同様である。第3のシリンダ40Cおよび第4のシリンダ40Dの構成は、それらの容量Q3,Q4が異なり、容量Q3,Q4が第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bの容量Q1,Q2と異なりうる点を除いて、第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bの構成と同様である。一例において、容量Q3,Q4は、それぞれ、容量Q1,Q2に等しい。
The
第3のシリンダ40Cの中心軸と第4のシリンダ40Dの中心軸とは、油圧駆動モータ10Bの支持体中心軸C1の軸方向に垂直な第2の平面上に延在する。ここで、第2の平面は、第1のシリンダ40Aおよび第2のシリンダ40Bの中心軸が延在する第1の平面と異なる平面である。
The central axis of the
第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aにおいて、第1のポンプモータ20Aおよび第2のポンプモータ20Bが1つのバンクを構成するのに対し、第2の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Bは、2つのバンクによって構成されている。即ち、油圧駆動モータ10Bにおいて、第1のポンプモータ20Aおよび第2のポンプモータ20Bが1つのバンクを構成し、第3のポンプモータ20Cおよび第2のポンプモータ20Dが1つのバンクを構成する。
In the
第1のポンプモータ20Aおよび第3のポンプモータ20Cは、支持体中心軸C1の方向に並列に設けられる。また、第2のポンプモータ20Bおよび第4のポンプモータ20Dも、支持体中心軸C1の方向に並列に設けられる。
The
油圧駆動モータ10Bは、さらに、リンク機構Lと、偏心カム部12aと、第2のリンク機構S2と、クランク角検出センサ13とを備える。これらの構成要素は、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aと同様である。
The
油圧駆動モータ10Bは、さらに、弁体制御部14’を備える。弁体制御部14’は、第1のポンプモータ20Aおよび第2のポンプモータ20Bに加えて、第3のポンプモータ20Cおよび第4のポンプモータ20Dを、ポンピング工程、モータリング工程、アイドル工程のいずれかで動作させるように制御する。
The
<容量および動作行程の組み合わせ>
第2の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Bにおいて、ポンプモータ20(20A,20B,20C,20D)の容量および動作行程を組み合わせることにより、油圧駆動モータ10Bは、種々の出力トルクを実現することができる。
<Combination of capacity and operation stroke>
In the
例えば、同一の容量(容量1)のポンプモータを12本使用し、3本ずつモータリング行程またはアイドル行程で動作させる場合、油圧駆動モータの出力トルクは、0,3,6,9,12の5段階である。 For example, when using 12 pump motors of the same capacity (capacity 1) and operating each with 3 motoring strokes or idle strokes, the output torque of the hydraulic drive motor is 0, 3, 6, 9, 12 There are 5 stages.
これに対して、6本の容量1.25(Q1=1.25,Q3=1.25)の第1のポンプモータ20Aと、6本の容量1(Q2=1,Q4=1)の第2のポンプモータ20Bとを、それぞれ3本ずつモータリング行程またはアイドル行程で動作させる。すると、油圧駆動モータ10Bの出力トルクを、0,3,3.75,6,6.75,7.5,9.75,10.5,13.5の9段階に調整することができる。
On the other hand, the
このように、容量の異なるポンプモータを用い、モータリング行程で動作させるポンプモータを選ぶことにより、同じ本数のポンプモータを用いた場合であっても、油圧駆動モータ10Bのより多くの段階(より高い分解能)の出力トルクを実現することができる。
Thus, by using pump motors having different capacities and selecting a pump motor to be operated in the motoring stroke, even if the same number of pump motors are used, more stages of the
さらに、6本の容量1.25(Q1=1.25)の第1のポンプモータ20Aと、6本の容量1(Q2=1)の第2のポンプモータ20Bとを、それぞれ3本ずつポンピング工程、モータリング行程、またはアイドル行程で動作させる。すると、油圧駆動モータ10Bの出力トルクを、0,0.75,1.5,2.25,3,3.75,4.5,6,6.75,7.5,9.75,10.5,13.5の13段階に調整することができる。
Furthermore, the
このように、容量の異なるポンプモータを用い、モータリング行程およびポンピング行程で動作させるポンプモータを選ぶことにより、差分のトルクを利用することができ、油圧駆動モータ10Bのより多くの段階(より高い分解能)の出力トルクを実現することができる。
Thus, by using pump motors of different capacities and selecting the pump motors to operate in the motoring stroke and the pumping stroke, differential torque can be utilized, and more stages of
一例において、同一バンク内のポンプモータのみを用いることができる容量および動作行程の組み合わせについては、同一バンク内のポンプモータのみを用いる。これにより、偏心カム部12aに異なるバンク内のポンプモータからの力が作用することによる偏心カム部12aのねじれを防ぐことができる。
In one example, only the pump motor in the same bank is used for the combination of the capacity and the operating stroke in which only the pump motor in the same bank can be used. As a result, it is possible to prevent the
このように、第2の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Bは、ポンプ37と油路を介して接続された接続された第3のシリンダ40Cおよび第3のシリンダ40Cに摺動可能に嵌挿される第3のピストン40Cをそれぞれ備える第3のポンプモータ20C−1,20C−2,20C−3と、ポンプ37と高圧側油路35および低圧側油路36を介して接続された第4のシリンダ40Dおよび第4のシリンダ40Dに摺動可能に嵌挿される第4のピストン43Dをそれぞれ備える第4のポンプモータ20D−1,20D−2,20D−3と、をさらに備え、をさらに備え、第3のピストン43Cおよび第4のピストン43Dが外周面を摺動し、第3のシリンダの中心軸と第4のシリンダ40Dの中心軸とが、回転軸12の軸方向に垂直な、第1の平面と異なる第2の平面において偏心カム部12aのまわりに放射状に配置され、第3のシリンダの容量40Cは、第4のシリンダの容量40Dと異なる、構成を採る。
Thus, the
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態に係る油圧駆動モータ10Aと比較して、より高い分解能の出力トルクを実現することができる。また、同様の分解能の出力トルクを実現する油圧駆動モータと比較して、回転軸方向の寸法の増大を抑制することができる。
According to the second embodiment, compared to the
(その他の実施の形態)
第1の実施の形態においては、6本のポンプモータ(20A,20B)が用いられている。また、第2の実施の形態においては、12本のポンプモータ(20A,20B,20C,20D)が用いられている。これに代えて、3本以上の任意の本数のポンプモータを用いる実施の形態も考えられる。ポンプモータの本数が多いほど、油圧駆動モータの出力トルクの分解能をより向上することができる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, six pump motors (20A, 20B) are used. In the second embodiment, twelve pump motors (20A, 20B, 20C, 20D) are used. Instead of this, an embodiment using three or more arbitrary number of pump motors is also conceivable. As the number of pump motors increases, the resolution of the output torque of the hydraulic drive motor can be further improved.
第1の実施の形態においては、2種類のポンプモータ(20A,20B)が用いられている。また、第2の実施の形態においては、4種類のポンプモータ(20A,20B,20C,20D)が用いられている。これに代えて、3種類以上もしくは5種類以上のポンプモータを用いる実施の形態も考えられる。ポンプモータの種類が多いほど、油圧駆動モータの出力トルクの分解能をより向上することができる。 In the first embodiment, two types of pump motors (20A, 20B) are used. In the second embodiment, four types of pump motors (20A, 20B, 20C, 20D) are used. Instead of this, an embodiment using three or more types or five or more types of pump motors is also conceivable. As the number of types of pump motors increases, the resolution of the output torque of the hydraulic drive motor can be further improved.
第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、同種のポンプモータのうち3本ずつを、同じ動作行程により動作させる。これに代えて、同種のポンプモータの間で、動作行程を1本ずつ異ならせる実施の形態も考えられる。これにより、油圧駆動モータの出力トルクの分解能をより向上することができる。 In the first embodiment and the second embodiment, three of the pump motors of the same type are operated by the same operation stroke. Instead of this, an embodiment is also conceivable in which the operating strokes are different one by one between pump motors of the same type. Thereby, the resolution of the output torque of the hydraulic drive motor can be further improved.
第1の実施の形態においては、第1の流れ制御部21Aおよび第2の流れ制御部21Bは、弁体制御部14によって、電気的に制御されている。これに代えて、高圧側油路35と、低圧側油路36と、第1のシリンダ40A(第2のシリンダ40B)との間の油路を機械的に切り替えるための切換え弁を設ける実施の形態も考えられる。
In the first embodiment, the first
第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、最大容積かゼロ容積でポンプモータを動作させているが、それらの中間の容量でポンプモータを動作させてもよい。これにより、より出力トルクの分解能をより向上することができる。 In the first and second embodiments, the pump motor is operated at the maximum volume or zero volume, but the pump motor may be operated at an intermediate volume between them. Thereby, the resolution of the output torque can be further improved.
本開示に係る油圧駆動モータは、高い分解能の出力トルクが要求される油圧装置に使用するのに好適である。 The hydraulic drive motor according to the present disclosure is suitable for use in a hydraulic system that requires high resolution output torque.
10A,10B 油圧駆動モータ
11 支持体
12 回転軸
12a 偏心カム部
12b 駆動軸
13 クランク角検出センサ
14,14’ 弁体制御部
20 ポンプモータ
20A 第1のポンプモータ
20B 第2のポンプモータ
20C 第3のポンプモータ
20D 第4のポンプモータ
21A 第1の流れ制御部
21B 第2の流れ制御部
21C 第3の流れ制御部
21D 第4の流れ制御部
35 高圧側油路
36 低圧側油路
37 ポンプ
40 シリンダ
41 低圧側逆止弁
41a 第1の弁座
41b 第1の弁体
41c 第1のスプリング
41d 第1のソレノイド
42 高圧側逆止弁
42a 第2の弁座
42b 第2の弁体
42c 第2のスプリング
42d 第2のソレノイド
43 ピストン
C1 支持体中心軸
C2 偏心カム部中心軸
L リンク機構
θ 回転角度
10A, 10B
Claims (4)
前記油圧源と油路を介して接続された第2のシリンダおよび前記第2のシリンダに摺動可能に嵌挿される第2のピストンをそれぞれ備える複数の第2のポンプモータと、
外周面に前記第1のピストンおよび前記第2のピストンが摺動する偏心カム部を有する回転軸と、
を備える油圧駆動モータであって、
前記第1のシリンダの中心軸と前記第2のシリンダの中心軸とが、前記回転軸の軸方向に垂直な第1の平面において前記偏心カム部のまわりに放射状に配置され、
前記複数の第1のポンプモータの容量は、前記複数の第2のポンプモータの容量と異なる、油圧駆動モータ。 A plurality of first pump motors each provided with a first cylinder connected via a hydraulic pressure source and an oil passage, and a first piston slidably inserted in the first cylinder;
A plurality of second pump motors each including a second cylinder connected to the hydraulic pressure source via an oil passage and a second piston slidably inserted in the second cylinder;
A rotary shaft having an eccentric cam portion on the outer peripheral surface on which the first and second pistons slide;
A hydraulic drive motor comprising
A central axis of the first cylinder and a central axis of the second cylinder are radially disposed around the eccentric cam portion in a first plane perpendicular to the axial direction of the rotation axis;
A hydraulic drive motor, wherein the displacements of the plurality of first pump motors are different from the displacements of the plurality of second pump motors.
前記油圧源と油路を介して接続された第4のシリンダおよび前記第4のシリンダに摺動可能に嵌挿される第4のピストンをそれぞれ備える複数の第4のポンプモータと、
をさらに備え、
前記第3のピストンおよび前記第4のピストンが前記外周面を摺動し、
前記第3のシリンダの中心軸と前記第4のシリンダの中心軸とが、前記回転軸の軸方向に垂直な、前記第1の平面と異なる第2の平面において前記偏心カム部のまわりに放射状に配置され、
前記第3のシリンダの容量は、前記第4のシリンダの容量と異なる、請求項1または2に記載の油圧駆動モータ。 A plurality of third pump motors each including a third cylinder connected to the hydraulic pressure source via an oil passage and a third piston slidably inserted in the third cylinder;
A plurality of fourth pump motors each provided with a fourth cylinder connected to the hydraulic pressure source via an oil passage and a fourth piston slidably inserted in the fourth cylinder;
And further
The third piston and the fourth piston slide on the outer circumferential surface,
The central axis of the third cylinder and the central axis of the fourth cylinder radiate around the eccentric cam portion in a second plane different from the first plane perpendicular to the axial direction of the rotation axis Placed in
The hydraulic drive motor according to claim 1, wherein a capacity of the third cylinder is different from a capacity of the fourth cylinder.
前記圧油が前記油路から前記第1のシリンダに向かって流れる際に開弁する第1の逆止弁と、
前記第1の逆止弁の開閉を制御可能な第1のアクチュエータと、
前記圧油が前記第1のシリンダから前記油路に向かって流れる際に開弁する第2の逆止弁と、
前記第2の逆止弁の開閉を制御可能な第2のアクチュエータと、
を備える、請求項1から3のいずれかに記載の油圧駆動モータ。 The first pump motor is
A first check valve that opens when the pressure oil flows from the oil passage toward the first cylinder;
A first actuator capable of controlling opening and closing of the first check valve;
A second check valve that opens when the pressure oil flows from the first cylinder toward the oil passage;
A second actuator capable of controlling the opening and closing of the second check valve;
The hydraulic drive motor according to any one of claims 1 to 3, comprising:
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