JP2802904B2 - ２速油圧モータシステムの動作モード切換弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、低速回転高トルク動作
モード（以下、単に「低速モード」又は「１速モード」
という）及び高速回転低トルク動作モード（以下、単に
「高速モード」又は「２速モード」という）を有する２
速油圧モータシステムに関し、特に、２速油圧モータの
動作を低速モードと高速モードとの間で迅速且つ確実に
切り換えることができる動作モード切換弁装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】２速油圧モータは、各種建設機械、例え
ば油圧ショベルの旋回又は走行用モータとして広く用い
られ、技術的改良がなされている。かかる２速油圧モー
タの一例は、本出願人の特開平２−２９１４７７号公報
に記載されており、内接歯車モータ部を含む油圧モータ
本体と、モータの動作状態（回転速度及び回転方向）を
制御するために４つの油ラインを介してモータ本体に連
結される油圧切換弁装置とを主要な構成要素とする。か
かる油圧切換弁装置は、特にモータの２速モードにおい
て、モータ部の高圧油圧室の数を多くするように構成さ
れていて（このモータ動作状態を当該技術分野では「高
圧２速システムモード」と称する場合がある）、それに
より高圧室の数が少ないことに起因するキャビテーショ
ンの発生を無くし、かくして高効率で、しかも耐久性の
ある油圧モータを提供している。

【０００３】この油圧切換弁装置は、油圧源と油タンク
にそれぞれ接続される２つの油出入りポート及び油圧モ
ータ本体の４つの半径方向ポートにそれぞれ通じる４つ
の油ラインを備えた弁ハウジングと、弁ハウジング内の
長手方向ボア内に摺動自在に設けられていて、モータを
１速モードで動作させる場合に中立位置を占める細長い
スプールと、スプール内部に設けられた油通路内に可動
状態で配置されていて、スプールがその中立位置にある
ときに、高圧油をモータ本体に供給するために一方の油
出入りポートを２つの油ラインに、モータ本体からの戻
り油を排出するために残りの２つの油ラインを他方の油
出入りポートに選択的に流体連通させるピストン部材と
から成る主切換弁を含む。当業者には明らかなように、
高圧油の導入を２つの油出入りポート間で切り換えるこ
とによりモータの回転方向を逆にすることができる。以
下、切換弁装置のハウジングの２つの油出入りポートの
うち圧油を導入する方を「高圧油入口」と称し、戻り油
を排出する方を「戻り油出口」と称する。

【０００４】油圧切換弁装置は更に、主切換弁に連携し
て設けられ、スプールの動作を制御してモータを１速モ
ードから２速又は高圧２速システムモードに切り換える
ための２速切換弁を含む。かかる切換えにあたり、オペ
レータは、主切換弁ハウジングの２つのポートのどちら
を高圧油入口としているか（換言すると、モータの回転
方向が左右いずれであるか）を判別して、２速切換弁を
手動操作し、主切換弁のスプールの互いに反対側に位置
した左右の油圧室のうち一方に油圧源を接続すると共に
他方の油圧室に油タンクを接続してスプールをその中立
位置から左右いずれか一方の側へ付勢することによっ
て、主切換弁の戻り油回路に属している２つの油ライン
のうち一方をモータへの高圧油回路に組み込むようにす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来型油圧切換弁装置では、主切換弁ハウジングの油出
入りポートの一方を高圧油入口に、他方を戻り油出口に
設定した後においては、モータを１速モードと２速モー
ドの間で切り換えて、所望のモータ動作状態を達成しよ
うとする際、いつでもオペレータが高圧油入口又は戻り
油出口を視認判断した上で２速切換弁を手動操作し、主
切換弁のスプールをその中立位置と左側付勢位置と右側
付勢位置との間で選択的に移動させる必要があるが、こ
の作業は、面倒であって時間もかかり、また、オペレー
タの誤認により所望のモータ動作が得られないことがあ
った。

【０００６】かくして、本発明の目的は、オペレータに
よる判断を必要としないで、２速油圧モータの動作を低
速モードと高速モードとの間で迅速且つ容易に切り換え
可能な改良型切換弁装置に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を考慮して、本
発明の要旨は、少なくとも第１、第２、第３及び第４の
油通路を備えたハウジング、ハウジングに対し回転自在
に設けられた出力部材、ハウジングに対して固定された
内歯車部材と、内歯車部材内に回転駆動自在に設けられ
ていて、内歯車部材との間に複数の油圧室を画定する外
歯車部材とを含むモータ部、ハウジング内で回転自在に
配置されていて、一端が出力部材に、及び他端がモータ
部の外歯車部材にそれぞれしっかりと連結された伝動シ
ャフトを含む２速油圧モータ本体と、高圧油入口及び戻
り油出口として選択的に使用できる２つの油出入りポー
ト及び前記ハウジングの油通路と連通状態にあり、前記
ポートに選択的に連結できるようになった少なくとも第
１、第２、第３及び第４の油ラインを備えた動作モード
切換弁装置とから成り、１速モードでは、切換弁装置の
高圧油入口に供給された高圧油が、所定の油ラインを通
り、２速油圧モータ本体の対応の油通路を経てモータ部
の選択された数の油圧室に導入され、外歯車部材が選択
された方向に第１の速度で回転するようになると共にモ
ータ部からの戻り油が、他の油通路、切換弁装置の他の
油ラインを通り、戻り油出口を経て排出され、２速モー
ドでは、切換弁装置の高圧油入口に供給された高圧油
が、前記所定の油ライン及び前記他のラインのうち一つ
に差し向けられ、２速油圧モータ本体の対応の油通路を
通って前記選択された数よりも多い数のモータ部油圧室
に導入され、外歯車部材が選択された方向に第１の速度
よりも高い第２の速度で回転するようになると共にモー
タ部からの戻り油が、残りの油通路、切換弁装置の残り
の油ラインを通り、戻り油出口を経て排出されるように
なっている２速油圧モータシステムにおいて、前記動作
モード切換弁装置は、第１の可動スプールを有してい
て、前記１速モードを達成するよう動作するカウンタバ
ランス弁部と、常態では前記所定の油ラインと前記他の
ラインのうち前記一つを隔離する手段を備えた第２の可
動スプール、及び前記２速モードへの切換えにあたり、
前記２つの油出入りポートのいずれが高圧油入口になっ
ているかにかかわらず、前記高圧油入口の高圧油を第２
の可動スプールに作用させてこれを移動させ、それによ
り前記所定の油ラインと前記他のラインのうち前記一つ
を連通させるよう動作する一対の開閉弁手段を含む２速
切換弁部とから成ることを特徴とする２速油圧モータシ
ステムにある。

【０００８】また、本発明は、少なくとも第１、第２、
第３及び第４の油通路を備えたハウジング、ハウジング
に対し回転自在に設けられた出力部材、ハウジングに対
して固定された内歯車部材と、内歯車部材内に回転駆動
自在に設けられていて、内歯車部材との間に互いに隔離
された複数の油圧室を画定する外歯車部材とを含むモー
タ部、ハウジング内で回転自在に配置されていて、一端
が出力部材に、他端がモータ部の外歯車部材にそれぞれ
しっかりと連結された伝動シャフトを含む２速油圧モー
タ本体と、高圧油入口及び戻り油出口として選択的に使
用できる２つの油出入りポート及び前記ハウジングの油
通路とそれぞれ連通状態にあり、前記ポートに選択的に
連結できるようになった少なくとも第１、第２、第３及
び第４の油ラインを含む動作モード切換弁装置とから成
り、１速モードでは、切換弁装置の高圧油入口に導入さ
れた高圧油が、第１及び第２の油ラインを通り、２速油
圧モータ本体の第１及び第２の油通路を経てモータ部の
選択された数の油圧室に導入され、外歯車部材が選択さ
れた方向に第１の速度で回転するようになると共にモー
タ部からの戻り油が、第３及び第４の油通路、切換弁装
置の第３及び第４の油ラインを通り、戻り油出口を経て
排出されるようになっており、２速モードでは、切換弁
装置の高圧油入口に導入された高圧油が、第１、第２及
び第３の油ラインに差し向けられ、２速油圧モータ本体
の第１、第２及び第３の油通路を通って前記選択された
数よりも多い数のモータ部油圧室に導入され、外歯車部
材が選択された方向に第１の速度よりも高い第２の速度
で回転するようになると共にモータ部からの戻り油が、
第４の油通路、切換弁装置の第４の油ラインを通り、戻
り油出口を経て排出されるようになっている２速油圧モ
ータシステムに関する。本発明の特徴によれば、動作モ
ード切換弁装置は、第１及び第４の油ラインに通じるケ
ーシング内の第１のボア内に設けられていて、第１の油
ラインと第４の油ラインを隔離する手段を備えた第１の
可動スプール、第１のボアの両内端部と第１の可動スプ
ールの両外端部との間にそれぞれ形成されていて、第１
のスプールを中立位置へ付勢するバネを収容した第１の
油圧室、及び高圧油入口と第１及び第２の油ラインとを
互いに連通させると共に第３及び第４の油ラインと戻り
油出口とを互いに連通させるよう可動スプールと協働す
る一対の逆止弁を含むカウンタバランス弁部と、第２及
び第３の油ラインに通じるケーシング内の第２のボア内
に設けられていて、常態では第２の油ラインと第３の油
ラインを隔離する手段を備えた第２の可動スプール、第
２のボアの両内端部と第２の可動スプールの両外端部と
の間にそれぞれ形成されていて、第２のスプールを中立
位置へ付勢するバネを収容した第２の油圧室、及び油出
入りポートと第２の油圧室との間にそれぞれ設けられて
いて、前記２速モードへの切換えの際に、前記２つの油
出入りポートのいずれが高圧油入口になっているかにか
かわらず、前記高圧油入口の高圧油を２速切換弁部の第
２の油圧室の一方に導入して他方の油圧室内のバネの付
勢力に抗して第２のスプールを中立位置からいずれか一
方の方向に移動させ、それにより第３の油ラインを第２
の油ラインに、かくして高圧油入口に連通させるよう動
作する一対の開閉弁手段を含む２速切換弁部とを有す
る。

【０００９】好ましくは、２速切換弁部の前記開閉弁手
段は、流体圧源に連結操作できるパイロットラインによ
り互いに連通した一対のパイロット作動弁であり、該パ
イロット弁は、常態ではカウンタバランス弁部の第１の
油圧室と２速切換弁部の第２の油圧室をそれぞれ非連通
状態にするようバネ押しされており、パイロットライン
を介してパイロット圧が印加されて開かれると、高圧油
入口の高圧油を対応の第１の油圧室を経て第２の油圧室
に導入できるようになっている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、２速油圧モータシステム
の動作モードを制御するための本発明による改良型動作
モード切換弁装置（全体を符号１０で示す）によって制
御される２速油圧モータ本体１２を断面図で概略的に示
している。図示の実施形態では、切換弁装置１０は、別
体のユニットとして構成配置されているが、これを油圧
モータ本体１２に一体的に組み付けて２速油圧モータ組
立体としても良い。図３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、
本発明の切換弁装置１０の内部構造をその非作動位置で
示す部分断面図、部分切欠き図である。また、図４、図
５はそれぞれ、１速モード、高圧２速システムモードで
動作しているときの２速油圧モータ本体及び切換弁装置
の内部構成要素の相互関係を示す図であり、システム中
の高圧油を梨地模様で示している。

【００１１】図１に示す従来型の油圧モータ本体１２の
構造を概略的に説明すると、モータ本体は、切換弁装置
１０の油ライン（以下、「油ラインポート」という場合
がある。）１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにそれぞれ
連通する油通路１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを備え
たハウジング１８を有する。公知の内接歯車モータ部２
０がスペーサプレート２２を介してハウジング１８の一
方の側に隣接して端キャップ２４により取り付けられて
いる。モータ部２０は、固定された外側の内歯車部材２
６と、内歯車部材内で偏心的に回転自在に設けられた内
側の外歯車部材２８とから成る。外歯車部材の歯数は任
意であるが、一般的には、内歯車部材の歯数よりも１だ
け少ない。図４（Ａ）又は図５（Ａ）で分かるように、
本実施形態で採用している内歯車部材の歯数は７、外歯
車部材の歯数は６である。図示のように、歯車部材と外
歯車部材との間には、互いに独立した複数のモータ油圧
室３０ｏ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，
３０ｆ（以下、モータ油圧室を個別的に言及する必要の
無い場合には符号３０を用いる）を構成する容積部が画
定されている。これらモータ油圧室の容積部は、内歯車
部材内での外歯車部材の回転運動により拡張・収縮を行
うことができる。なお、図示の油圧室３０ｏは当業者に
は周知のようにモータ駆動に寄与せず、その作用効果を
無視できる。ハウジング１８から突出した小径端部及び
ハウジング内部に位置した中空大径端部を有する出力部
材３２が回転自在に設けられている。押え板３３がハウ
ジング１８からの出力部材３２の抜け出しを防止してい
る。さらに、伝動シャフト３４がハウジング内に遊転自
在に設けられている。図１で分かるように、伝動シャフ
トの一端部３６ａは適当な締結手段、例えばスプライン
結合方式により、出力部材３２の中空大径端部内に連結
され、他端のスプライン付き大径端部３６ｂはスペーサ
プレート２２の中央を貫通して油圧モータ部２０の駆動
外歯車部材２８のスプライン付き中央孔にしっかりと連
結されている。

【００１２】また、当業者であれば分かるように、圧油
を、油ライン１４ａ〜１４ｄを経て、後述のようにモー
タ部の油圧室３０に選択的に供給したり、これから排出
して外歯車部材２８を回転駆動させる分配弁手段３８が
設けられている。図示の例では、分配弁手段３８は、ハ
ウジング内に位置した出力部材３２の中空大径端部の周
囲に軸方向に所定の間隔を置いて設けられた環状溝４
０，４２，４４，４６を含む。図２で分かるように、環
状溝４０，４２はそれぞれ対向して互い違いに設けられ
ていて、出力部材の軸方向に延びる複数の溝４８，５０
を含む。同様に、環状溝４４，４６はそれぞれ対向して
互い違いに設けられていて、出力部材の軸方向に延びる
複数の溝５２，５４を含む。軸方向溝４８は出力部材の
周囲方向に１２０°間隔に設けられ、軸方向溝５０，５
２，５４は軸方向溝４８に対してそれぞれ６０°、３０
°、９０°の角度間隔を置いて配設されている。図１に
示すように、ハウジング１８内には、出力部材の環状溝
と連通する軸方向溝４８，５０，５２，５４と連通する
よう３６０／７°の角度間隔をもって半径方向孔５６，
５８が設けられ、さらにこれら半径方向孔とモータ部２
０の対応の油圧室３０とを連通させる軸方向孔６０が設
けられている。

【００１３】図３（Ａ）を参照すると、本発明の切換弁
装置１０は、油出入りポート６２，６４を備えたケーシ
ング６６を含み、切換弁装置ケーシング６６内には、例
えば油圧ショベルが急勾配の坂道上で下方へ暴走しない
ようにするのに役立つカウンタバランス弁部６８が組み
込まれている。このカウンタバランス弁は全体として公
知形式のものである。カウンタバランス弁部６８の構成
及び作用については、当業者には周知であるので、簡単
に説明することにする。カウンタバランス弁部のスプー
ル又はピストン７２は、ケーシング６６内に形成されて
いて油出入りポート６２，６４と連通するようになった
直線状ボア７０内に摺動自在に設けられている。スプー
ルの周りには、その両端近傍の段部に当接するようバネ
受け７３が摺動自在に設けられている。この目的につい
ては後述する。ボア７０は又、上述の油ライン１４ａ，
１４ｄとも連通している。図示のように、スプール７２
の各端部と、ケーシング６６に取り付けられた両側の密
封プラグ７４，７６との間には、それぞれ室７８，８０
が画定され、この中には常態ではスプール７２を図３
（Ａ）に示すその中立位置に向かって互いに逆方向に付
勢するためのバネ８２，８４が設けられている。筒状の
スプール７２は、ボア７０の内壁の一部と協働して、高
圧入口に通じる高圧油回路と低圧出口に通じる低圧戻り
油回路を隔離する中央内壁部８６を有する。筒状スプー
ルの中央壁部８６の両側では、バネ８８，９０によって
付勢される一対の逆止弁９２，９４がスプール内径部に
嵌入状態で設けられ、さらにスプール筒状本体にはその
周りに油出入りポート６２，６４とそれぞれ連通する複
数の連通孔９６，９８が設けられている。また、室７
８，８０はそれぞれ、ケーシング６６内に設けられたオ
リフィス通路７９，８１を経て油出入りポート６２，６
４と連通している。かくして、油出入りポート６２，６
４のうち一方、例えば油出入りポート６２に油圧源から
の高圧油を供給すると、図４（Ａ）で分かるように、高
圧油がオリフィス通路７９を経て室７８に導入されて室
７８が拡張し、中立バネ８４の付勢力に抗してバネ受け
７３が密封プラグ７６の環状内側端部に密着するまでス
プール７２が中立位置から図面で見て右側へ移動し、他
方、連通孔９６を通って流入した高圧油の作用で逆止弁
９２は引っ込み、それにより高圧油入口６２と油ライン
１４ａが流体連通することは理解されよう。

【００１４】再び、図３（Ａ）を参照すると、別の直線
状ボア１００が、ケーシング内に設けられた連通路１０
２，１０４を経てボア７０と連通した状態で設けられて
いる。連通路１０２，１０４はそれぞれ油ライン１４
ａ，１４ｄに通じ、ボア１００は、上述の油ライン１４
ｂ，１４ｃと連通している。ボア１００内には、モータ
を１速モードから２速モードに切り換えるための２速切
換弁部１０６が設けられている。２速切換弁部１０６
は、ボア１００内に摺動自在に設けられた中実のスプー
ル１０８を含む。図示のように、スプール１０８の各端
部と、ケーシング６６に取り付けられた両側のプラグ１
１０，１１２との間には、それぞれ室１１４，１１６が
画定され、この中には常態ではスプール１０８を図３
（Ａ）に示すその中央中立位置に向かって互いに逆方向
に付勢するためのバネ１１８，１２０が設けられてい
る。２速切換弁スプール１０８は、図４に示す１速モー
ドでは油ライン１４ｂと１４ｃを隔離するが、後述する
ように高圧２速システムモードへの切換えの際にスプー
ルが油圧の作用で中立位置からいずれか一方の側へ移動
すると、これら油ラインを互いに連通させてモータの高
圧油回路に組み込むのに役立つ中央の拡径部１２２を有
する。

【００１５】さらに、図３（Ａ）と共に図３（Ｂ）を参
照すると、カウンタバランス弁部６８の油圧室７８，８
０と２速切換弁部１０６の油圧室１１４，１１６との間
にはそれぞれ２速切換え油チャンネル１２４，１２６が
形成され、これらチャンネル１２４，１２６内には、そ
れぞれ一対の開閉弁、例えばパイロット作動式ポペット
弁１２８，１３０が配設されている。符号１３２は固定
密封プラグを示している。パイロット作動弁１２８，１
３０は共に、外部流体圧源（図示せず）に例えば電磁開
閉弁（図示せず）を介して接続された単一のパイロット
圧ライン１３４（図４（Ａ）に破線で示す）と連携する
のが好ましい。図示のように、パイロット弁１２８，１
３０は常態（例えば、非動作時）では、対応の油チャン
ネルを遮断して油圧室７８，８０と油圧室１１４，１１
６を非連通状態にするようバネ１３６で付勢されている
が、動作時においては、高圧入口を対応関係にあるカウ
ンタバランス弁部の油圧室及び油チャンネルを経て２速
切換弁部の油圧室に連通させ、スプール１０８をその中
立位置から移動させて油圧ライン１４ｂ，１４ｃを互い
に連通させるよう機能する。図４に示す１速モードから
図５に示す高圧２速システムモードへの切換えの際、２
速切換弁部の油圧室１１４にはモータ圧力室３０と関連
した高圧油連通路１０２内の油圧を適用せず、高圧入口
６２からの高圧油を、カウンタバランス弁部の油圧室７
８を経て油圧室１１４に導入することが望ましい。とい
うのは、例えば上述したように油圧ショベルが下り坂で
暴走したような場合、高圧油回路の連通路１０２内の油
圧が低圧戻り油回路の連通路１０４内の油圧よりも低く
なる場合があり、連通路内の可変油圧を２速切換弁部の
油圧室に適用するような構成では、モータの正常動作が
得られない場合があるからである。

【００１６】本発明の切換弁装置１０を利用した２速油
圧モータシステムの動作原理を説明すると、まず最初
に、モータの所望の回転方向に応じて切換弁装置１０の
油出入りポート６２，６４のうちいずれに高圧油を導く
かを決定する。今、図４に示すように、油出入りポート
６２を高圧油入口とし、油出入りポート６４を戻り油出
口とすると、高圧油入口６２に導かれた高圧油は、カウ
ンタバランス弁部６８の油圧室７８に流入してスプール
７２を右側へ付勢し、バネ受け７３がスプールの段部を
介して付勢され、密閉プラグ７６の内側端部に当接する
ようになる。それと同時に、高圧油は、スプールの連通
孔９６を経てスプール内部に流入し、逆止弁９２をバネ
８８の付勢力に抗して開き、油ライン１４ａに流れる。
また、高圧油は、連通路１０２を経て２速切換弁部１０
６に至り、中立位置にあるスプール１０８の周囲を流れ
て油ライン１４ｂに流入する。

【００１７】油ライン１４ａ及び１４ｂに流入した高圧
油はそれぞれ、モータハウジングの油通路１６ａ，１６
ｂを経て出力部材３２の環状溝４０，４２内へ流れる。
次いで、高圧油は、環状溝４０，４２とそれぞれ連通し
た軸方向溝４８，５０を通り、さらに対応のハウジング
の半径方向孔５６ａ，ｂ，ｃを通り、軸方向孔６０ａ，
ｂ，ｃを経てモータ部２０の圧力室３０ａ，ｂ，ｃに流
入する。上記のように高圧油回路を通ってモータ部に至
った高圧油は、圧力室ａ，ｂ，ｃの容積を拡大する方
向、図示の例では、反時計回りに外歯車部材２８を内歯
車部材２６内で回転させることになる。かかる外歯車部
材の左回転運動はスプライン連結部を介して出力部材３
２に伝達され、かくして所定の回転方向の１速モード状
態のモータ作動が得られる。

【００１８】他方、モータ部の圧力室３０ｄ，ｅ，ｆ内
の低圧油はハウジングの軸方向孔６０ｄ，ｅ，ｆを通っ
て排出され、半径方向孔５８ｄ，ｅ，ｆを通り、さらに
出力部材の軸方向溝５２，５４、半径方向溝４４，４６
を通り、ハウジングの通路１６ｃ，１６ｄを通り油ライ
ンポート１４ｃ，１４ｄを経て切換弁装置１０内に流入
する。そして、油ラインポート１４ｃからの低圧油は連
通路１０４を通り、連通孔９８を経て戻り油出口６４か
ら排出され、油ラインポート１４ｄからの低圧油も矢印
で示すように連通孔９８を経て戻り油出口６４から排出
される。

【００１９】上記の１速モード状態では、パイロットラ
イン１３４は電磁開閉弁（図示せず）を介して油タンク
に連結されており、２速切換え油チャンネル１２４はポ
ペット弁１２８により遮断されているので、２速切換弁
部のスプール１０８は図示のように中立位置にあること
は注目されるべきである。

【００２０】次に、図５を参照して本発明による２速モ
ードの動作原理を説明する。例えば油圧ショベルを高速
で走行させるために、モータを図４に示した１速モード
状態から高圧２速システムモードに切り換えようとする
場合、オペレータは、電磁開閉弁を操作してパイロット
ライン１３４を流体圧源、例えば油圧源（図示せず）に
接続してパイロット圧をポペット弁１２８，１３０に印
加する。この場合、オペレータは切換弁装置１０の油出
入りポート６２，６４のいずれが高圧側であるかを確認
する必要なく、パイロット弁にパイロット圧を印加する
だけで良い。すると、ポペット弁１２８，１３０は、バ
ネ１３６の付勢力に抗して同時に開き、カウンタバラン
ス弁部６８の油圧室７８と２速切換弁部１０６の油圧室
１１４を互いに連通させ、かくして高圧側ポート６２の
高圧油が油圧室７８を経て油圧室１１４に流入すること
になる。すると、スプール１０８は図４の中立位置から
図５（Ａ）に示す右側位置に付勢され、中央拡径部１２
２が油圧ラインポート１４ｃを越えて右側に移動するの
で、高圧油がライン１４ｃにも流れることになる。な
お、ポペット弁１３０の開放により、室１１６内の圧力
は、油チャンネル１２６、室８０、オリフィス通路８１
を経て戻り油出口６４に抜けることになる。

【００２１】油ライン１４ｃに流入した高圧油は、ハウ
ジングの油通路１６ｃを通って分配弁手段の環状溝４４
に入り、軸方向溝５２を通り、半径方向孔５８ｆ及び５
８ｄ及び軸方向孔６０ｄ，６０ｆを経てモータ部圧力室
３０ｄ，３０ｆに流入する。かくして、モータ部の高圧
室の数は、１速モード時と比較して２つ増加しており、
高圧２速システムモードが達成されている。ところで、
当業者には分かるように、圧力室３０ｃと３０ｄ、３０
ａと３０ｆはそれぞれ同容積であり（図５（Ａ）参
照）、それぞれが分配弁手段を介して油の吐出しと吸入
を行うので、これらに導入される圧油は外歯車部材の回
転作用には寄与しない。かくして、外歯車部材２８は、
高圧油によってもたらされる圧力室３０ｂ内の圧力によ
ってのみ反時計回りに回転し、これが出力部材３２に伝
達される。モータ部の圧力室３０ｅからの戻り油は、図
４で説明した経路に沿って低圧側ポート６４から流出す
る。

【００２２】公知のように、モータを高圧２速システム
モードで動作させるのに必要なモータ部の高圧油導入圧
力室の内容積合計は、図１に示す１速モード時の約半分
となる。かくして、油の流入量が所与の場合、高圧２速
システムモードにおけるモータ回転速度は、１速モード
の場合の約二倍となり、逆にトルクは約半分となること
は理解されよう。

【００２３】切換弁装置１０の油出入りポート６２，６
４をそれぞれ高圧油入口、戻り油出口とした場合を上述
したが、これらを逆にすると、１速モードと高圧２速シ
ステムモードの両方において、高圧油回路と低圧戻り油
回路が逆になってモータ部の外歯車部材の回転方向が逆
に、すなわち図示の構成では、右回転となり、したがっ
て出力部材も右方向に回転駆動されることは明らかであ
る。

【００２４】なお、開示内容に対する種々の設計変更が
可能である。例えば、本実施形態では、ポペット弁１２
８，１３０をパイロットラインを介して油圧の作用で動
作させるものとして説明したが、かかるパイロット操作
方式の弁に代えて電磁操作方式を含む各種操作方式の弁
を採用することができる。

【００２５】また、上述したように、切換弁装置１０を
油圧モータ本体１２の一端部に一体的に組み付けて２速
油圧モータ組立体としても良い。この場合、本実施形態
の分配弁手段に代えて、モータ部とモータハウジングと
の間に設けられる固定弁部材と、ハウジング内に位置す
る回転弁部材との組合せから成る公知の分配弁手段（一
例として、本出願人の特開平６−２９４３７３号を参
照）を用いると共にモータハウジング及び固定弁部材を
貫通して少なくとも４つの油ラインを設け、これらを介
して切換弁装置と油圧モータ本体との間で油を流通さ
せ、モータの所望の動作モードを得るようにしても良
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明の上記構成によれば、オペレータ
は、２速油圧モータ本体と関連した油圧制御ラインに通
じる切換弁装置の２つの油出入りポートのうちどちらが
高圧油入口（或いは、戻り油出口）になっているかを判
別する必要なく、一対の開閉弁を開閉操作するだけで、
モータの動作を１速モードと高圧２速システムモードと
の間で簡単且つ迅速に切り換えることができる。換言す
ると、オペレータによるモータ動作状態の判断が不要で
あり、誤認の恐れも生じない。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切換弁装置及び２速油圧モータ本体を
含む２速油圧モータシステムの概略断面図である。

【図２】図１の２速油圧モータ本体内の出力部材の外周
部に設けられた分配弁手段を構成する作動油通路パター
ンの部分展開図である。

【図３】（Ａ）は、本発明の切換弁装置の内部構造をそ
の非作動位置で示す断面立面図、（Ｂ）は、（Ａ）の部
分切欠き側面図である。

【図４】（Ａ）は、モータの１速モード動作時におけ
る、本発明の切換弁装置と２速モータ本体の構成要素の
相互位置関係を示す概略断面図であり、（Ｂ）は、切換
弁装置のパイロット作動形ポペット弁を非動作位置で示
す部分切欠き図である。

【図５】（Ａ）は、モータの高圧２速システムモード動
作時における、本発明の切換弁装置と２速モータ本体の
構成要素の相互位置関係を示す概略断面図であり、
（Ｂ）は、切換弁装置のパイロット作動形ポペット弁を
開放動作位置で示す部分切欠き図である。

【符号の説明】

１０ 切換弁装置 １２ ２速油圧モータ本体 １４ 油ライン １６ モータハウジングの油通路 １８ モータハウジング ２０ モータ部 ２６ 内歯車部材 ２８ 外歯車部材 ３０ モータ油圧室 ３２ 出力部材 ３４ 伝動シャフト ３８ 分配弁手段 ６２，６４ 油出入りポート ６６ 切換弁装置ケーシング ６８ カウンタバランス弁部 ７２ スプール ７８，８０ 油圧室 ９２，９４ 逆止弁 ９６，９８ 連通孔 １０６ ２速切換弁部 １０８ スプール １１４，１１６ 油圧室 １２２ 拡径部 １２４，１２６ ２速切換え油チャンネル １２８，１３０ パイロット作動式ポペット弁 １３４ パイロットライン

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１、第２、第３及び第４の
   油通路を備えたハウジング、ハウジングに対し回転自在
   に設けられた出力部材、ハウジングに対して固定された
   内歯車部材と、内歯車部材内に回転駆動自在に設けられ
   ていて、内歯車部材との間に複数の油圧室を画定する外
   歯車部材とを含むモータ部、ハウジング内で回転自在に
   配置されていて、一端が出力部材に、及び他端がモータ
   部の外歯車部材にそれぞれしっかりと連結された伝動シ
   ャフトを含む２速油圧モータ本体と、高圧油入口及び戻
   り油出口として選択的に使用できる２つの油出入りポー
   ト及び前記ハウジングの油通路と連通状態にあり、前記
   ポートに選択的に連結できるようになった少なくとも第
   １、第２、第３及び第４の油ラインを備えた動作モード
   切換弁装置とから成り、１速モードでは、切換弁装置の
   高圧油入口に供給された高圧油が、所定の油ラインを通
   り、２速油圧モータ本体の対応の油通路を経てモータ部
   の選択された数の油圧室に導入され、外歯車部材が選択
   された方向に第１の速度で回転するようになると共にモ
   ータ部からの戻り油が、他の油通路、切換弁装置の他の
   油ラインを通り、戻り油出口を経て排出され、２速モー
   ドでは、切換弁装置の高圧油入口に供給された高圧油
   が、前記所定の油ライン及び前記他のラインのうち一つ
   に差し向けられ、２速油圧モータ本体の対応の油通路を
   通って前記選択された数よりも多い数のモータ部油圧室
   に導入され、外歯車部材が選択された方向に第１の速度
   よりも高い第２の速度で回転するようになると共にモー
   タ部からの戻り油が、残りの油通路、切換弁装置の残り
   の油ラインを通り、戻り油出口を経て排出されるように
   なっている２速油圧モータシステムにおいて、前記動作
   モード切換弁装置は、第１の可動スプールを有してい
   て、前記１速モードを達成するよう動作するカウンタバ
   ランス弁部と、常態では前記所定の油ラインと前記他の
   ラインのうち前記一つを隔離する手段を備えた第２の可
   動スプール、及び前記２速モードへの切換えにあたり、
   前記２つの油出入りポートのいずれが高圧油入口になっ
   ているかにかかわらず、前記高圧油入口の高圧油を第２
   の可動スプールに作用させてこれを移動させ、それによ
   り前記所定の油ラインと前記他のラインのうち前記一つ
   を連通させるよう動作する一対の開閉弁手段を含む２速
   切換弁部とから成ることを特徴とする２速油圧モータシ
   ステム。
2. 【請求項２】 前記２速切換弁部の前記開閉弁手段は、
   流体圧源に接続自在なパイロットラインにより互いに連
   通した一対のパイロット作動弁であり、該パイロット作
   動弁は、パイロットラインを介してパイロット圧が印加
   されて開かれると、前記カウンタバランス弁部の第１の
   可動スプールに作用している高圧油入口の高圧油を、２
   速切換弁部の第２の可動スプールに作用させることがで
   きるよう配置されていることを特徴とする請求項１記載
   の２速油圧モータシステム。
3. 【請求項３】 少なくとも第１、第２、第３及び第４の
   油通路を備えたハウジング、ハウジングに対し回転自在
   に設けられた出力部材、ハウジングに対して固定された
   内歯車部材と、内歯車部材内に回転駆動自在に設けられ
   ていて、内歯車部材との間に互いに隔離された複数の油
   圧室を画定する外歯車部材とを含むモータ部、ハウジン
   グ内で回転自在に配置されていて、一端が出力部材に、
   他端がモータ部の外歯車部材にそれぞれしっかりと連結
   された伝動シャフトを含む２速油圧モータ本体と、高圧
   油入口及び戻り油出口として選択的に使用できる２つの
   油出入りポート及び前記ハウジングの油通路とそれぞれ
   連通状態にあり、前記ポートに選択的に連結できるよう
   になった少なくとも第１、第２、第３及び第４の油ライ
   ンを含む動作モード切換弁装置とから成り、１速モード
   では、切換弁装置の高圧油入口に導入された高圧油が、
   第１及び第２の油ラインを通り、２速油圧モータ本体の
   第１及び第２の油通路を経てモータ部の選択された数の
   油圧室に導入され、外歯車部材が選択された方向に第１
   の速度で回転するようになると共にモータ部からの戻り
   油が、第３及び第４の油通路、切換弁装置の第３及び第
   ４の油ラインを通り、戻り油出口を経て排出されるよう
   になっており、２速モードでは、切換弁装置の高圧油入
   口に導入された高圧油が、第１、第２及び第３の油ライ
   ンに差し向けられ、２速油圧モータ本体の第１、第２及
   び第３の油通路を通って前記選択された数よりも多い数
   のモータ部油圧室に導入され、外歯車部材が選択された
   方向に第１の速度よりも高い第２の速度で回転するよう
   になると共にモータ部からの戻り油が、第４の油通路、
   切換弁装置の第４の油ラインを通り、戻り油出口を経て
   排出されるようになっている２速油圧モータシステムに
   おいて、前記動作モード切換弁装置は、第１及び第４の
   油ラインに通じるケーシング内の第１のボア内に設けら
   れていて、第１の油ラインと第４の油ラインを隔離する
   手段を備えた第１の可動スプール、第１のボアの両内端
   部と第１の可動スプールの両外端部との間にそれぞれ形
   成されていて、第１のスプールを中立位置へ付勢するバ
   ネを収容した第１の油圧室、及び高圧油入口と第１及び
   第２の油ラインとを互いに連通させると共に第３及び第
   ４の油ラインと戻り油出口とを互いに連通させるよう可
   動スプールと協働する一対の逆止弁を含むカウンタバラ
   ンス弁部と、第２及び第３の油ラインに通じるケーシン
   グ内の第２のボア内に設けられていて、常態では第２の
   油ラインと第３の油ラインを隔離する手段を備えた第２
   の可動スプール、第２のボアの両内端部と第２の可動ス
   プールの両外端部との間にそれぞれ形成されていて、第
   ２のスプールを中立位置へ付勢するバネを収容した第２
   の油圧室、及び油出入りポートと第２の油圧室との間に
   それぞれ設けられていて、前記２速モードへの切換えの
   際に、前記２つの油出入りポートのいずれが高圧油入口
   になっているかにかかわらず、前記高圧油入口の高圧油
   を２速切換弁部の第２の油圧室の一方に導入して他方の
   油圧室内のバネの付勢力に抗して第２のスプールを中立
   位置からいずれか一方の方向に移動させ、それにより第
   ３の油ラインを第２の油ラインに、かくして高圧油入口
   に連通させるよう動作する一対の開閉弁手段を含む２速
   切換弁部とを有することを特徴とする２速油圧モータシ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記２速切換弁部の前記開閉弁手段は、
   流体圧源に連結操作できるパイロットラインにより互い
   に連通した一対のパイロット作動弁であり、該パイロッ
   ト弁は、常態ではカウンタバランス弁部の第１の油圧室
   と２速切換弁部の第２の油圧室をそれぞれ非連通状態に
   するようバネ押しされており、パイロットラインを介し
   てパイロット圧が印加されて開かれると、高圧油入口の
   高圧油を対応の第１の油圧室を経て第２の油圧室に導入
   できるようになっていることを特徴とする請求項３記載
   の２速油圧モータシステム。
5. 【請求項５】 カウンタバランス弁部の第１のスプール
   は、有孔中空スプールから成り、前記第１の油ラインと
   第４の油ラインを隔離する手段は、スプール内部に設け
   られた仕切り壁であり、前記一対の逆止弁は、仕切り壁
   の両側のスプール中空部内にそれぞれ設けられ、第１の
   スプールが中立位置にあるときには、第１及び第４の油
   ラインと油出入りポートを非連通状態にするようバネ押
   しされており、スプールが中立位置からいずれか一方の
   側へ付勢されると、スプール連通孔を通ってスプール中
   空部内へ流入した高圧油入口の高圧油によりバネ付勢力
   に抗して開き、第１の油ラインと高圧油入口を連通させ
   るようになっていることを特徴とする請求項３記載の２
   速油圧モータシステム。
6. 【請求項６】 第２の油ラインと第３の油ラインを隔離
   する前記手段は、第２の可動スプールに設けられた拡径
   部であり、該拡径部は、第２のボア内壁内に摺動自在に
   位置していることを特徴とする請求項３記載の２速油圧
   モータシステム。