JP2881186B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧モータをパルスモータや、直流サーボモ
ータ等のように精密に回転駆動制御することができる油
圧駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

油圧モータは無段変速を実現しやすい、荷重に応じた
速度、トルクを出しやすい等の特性があり、ウィンチ等
の物上げ機械類、走行台車などの運搬車両類などの駆動
源として多く採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の油圧モータ及びその駆動制御系
を含めた油圧駆動装置においては精密な回転制御をしに
くかった。即ち、油圧モータの低速域でのトルク制御が
油圧モータ入口の流量を絞りながらトルクコントロール
しようとするものであるため、負荷トルクの変動がその
まま圧力変動となり、回転むらが生じ、このため精密さ
がだしにくいものであった。従って一対若しくはそれ以
上の油圧モータの回転数を同一に保持しつつ可変させる
などの制御を行なうことは困難である、等々の問題があ
った。

本発明は上述した従来の問題に鑑み、油圧モータと駆
動制御系を一体化し、パルスモータや、直流サーボモー
タ、普通の単相モータ等のように精密に回転駆動制御で
きる油圧駆動装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るディジタル油圧駆動装置は上記目的を達
成するため、駆動源により回転駆動されるロータリー弁
部と、該ロータリー弁を介して圧油の供給を受け回転駆
動される油圧モータ部とを連結フランジ部を介して一体
にしてなる。上記ロータリー弁部は、弁体ケーシング内
に一対の円筒状ロータを回転自在にかつ端面同士を摺接
させて対向配置し、一方のロータは、上記端面に少なく
とも一対以上の円形開口を同一円周上に配置開口させ、
上記各円形開口の対は夫々一方を上記弁体ケーシングの
圧油ポートに、他方をタンクポートに連通させ、他方の
ロータは、上記円形開口との対応位置に環状溝を設け、
該環状溝の上記円形開口との対応位置夫々に上記円形開
口開閉用の円形ランド部を設けて上記環状溝を分断し、
かつ上記一方のロータの回転軸を上記弁体ケーシングか
ら突出させると共に、上記他方のロータの回転軸を上記
連結フランジ部内に通して上記油圧モータ部の出力軸に
連結してなる。また上記連結フランジ部は、上記ロータ
リー弁部の上記供給制御ポートと上記油圧モータ部の油
流入路の間を連通させる油供給路と、上記ロータリー弁
部の上記排出制御ポートと上記油圧モータ部の油流出路
の間を連通させて上記油圧モータ部から排出される油を
上記排出制御ポートにフィードバックさせる油排出路と
を備えてなるものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す全体断面図、第２図
は同外観形状を示す斜視図である。

本実施例の油圧駆動装置は、ロータリー弁部１、油圧
モータ部２及びロータリー弁部１と油圧モータ２の間を
連結するフランジ部３からなる。

第３図ないし第６図はロータリー弁部１を説明する図
である。

このロータリー弁部１は円筒状のケーシング４内に一
対のロータ５、６（以下ロータ５を左ロータ５と、ロー
タ６を右ロータ６と称する。）を回転自在にして対向配
置して構成したものである。左ロータ５は入力軸７をケ
ーシング４に取付けたカバー８から外方に突出させ、右
ロータ６は出力軸９をフランジ部３を構成する出力フラ
ンジ10の軸孔10aに挿通させてある。

左右両ロータ５、６は相向き合う端面11、12同士、及
び夫々の外周側面13、14とケーシング４の内壁面15とを
摺接可能に密着させてケーシング４内に収納してある。
左ロータ５とカバー８との間及び右ロータ６と出力フラ
ンジ10との間にはドレン油排出用の隙間16が明けてあ
り、両ロータ５、６内を貫通するドレン排出路17が両隙
間16に連通している。

左ロータ５の端面11には圧油供給用の開口18と圧油排
出用の開口19が円周Ｘ上の対応位置に一対づつ形成して
ある。これら開口18、19は同一の直径d1を有する円形開
口としてある。また左ロータ５の外周側面13には一対の
溝20、21が並列に形成してある。そして開口18は内部通
路22、溝20を介してケーシング４に設けた圧油ポートＰ
に接続し、また開口19は溝21は内部通路23、溝21を介し
て同じくケーシング４に設けたタンクポートＴに接続し
ている。

右ロータ６の端面12には、左ロータ５の開口18、19を
設けた円周Ｘと対応する円周位置に環状溝24を形成して
ある。溝幅d2は開口18、19の直径d1よりも小さくしてあ
る。この環状溝24には左ロータ５の四つの開口18、18、
19、19と対応する位置に夫々制御用のランド部25・・・
を設けてある。ランド部25は円形のもので、その直径d3
は開口18、19の直径d1に等しくしてある（即ち環状溝24
の溝幅d2よりも大きい。）。環状溝24は四つのランド部
25・・・により四分割されている（以下では各分割され
た部分を制御溝部24a、24b、24c、24dという。）。なお
このランド部25は、例えば丸棒材を環状溝24に打ち込む
ことにより形成することができる。もちろんランド部25
の端面は、右ロータ６の端面12と面一になるよう加工す
る。

また右ロータ６の外周側面14にも一対の溝26、27が並
列に形成してある。そして環状溝24は内部通路28、29を
介してケーシング４の内部に設けられ出力フランジ10側
の端面に開口する供給制御用ポートＡ及び排出制御用ポ
ートＢに連通している。

油圧モータ部２は所謂ラジアルピストン型のもので、
主にモータケーシング30、ドライブシャフトアセンブリ
31、スペーサリング32及び前蓋33からなる。もちろん本
発明における油圧モータは図示のようなラジアルピスト
ン型のものに限定されるわけではない。

モータケーシング30には軸方向で２列に多数のシリン
ダ34が嵌設してあり、シリンダ34内には夫々ピストン34
aが摺動可能に嵌挿してある。そしてピストン34aの頂部
の穴内に挿入したスプリング35をスプリング押さえ36で
押さえ込むことによりドライブシャフトアセンブリ31に
対してピストン34aを押し付け付勢している。またモー
タケーシング30には油流路37が形成してあり、一端をス
ペーサリング32側の端面に、また他端をスプリング押さ
え36を嵌入させた穴38に開口させてある。図中39はドレ
ン流路、40はドレンポートである。

ドライブシャフトアセンブリ31は、ドライブシャフト
41に一対の偏心カム42、43を嵌着したものである。偏心
カム42、43にはピストン34aの下端が圧接している。

スペーサリング32の中心開口にはドライブシャフト41
の一端が貫通させてあり、ドライブシャフト41にはスペ
ーサリング32の内側に位置するように分配リング44及び
分配リングカム45が嵌着してある。具体的にはドライブ
シャフト41に分配リングカム45が偏心させて固着してあ
り、分配リング44は分配リングカム45の外周に適宜の隙
間46を明けて緩く嵌まっている。そして分配リング44は
ドライブシャフト41と共に回転する分配リングカム45に
よってドライブシャフト41の軸方向に対して直交する方
向で往復動させられるようになっており、この往復動に
よってモータケーシング30の油流路37開閉する。

フランジ部３は出力フランジ10と後蓋フランジ47から
なる。両フランジ10、47には供給制御用ポートＡと排出
制御用ポートＢを夫々分配リング44の隙間46に連通させ
る通孔48、49が形成してある。また後蓋フランジ47の軸
穴47a内にはドライブシャフト41の一端が挿通させてあ
り、右ロータ６の出力軸９とドライブシャフトの連結端
とはここで連結してある。連結には詳細には構造を図示
せぬが組立時の軸心のずれを考慮してオルダム継手機構
50を用いている。もちろんその他の継ぎ手機構であって
もよいし、右ロータ６の出力軸９とドライブシャフト41
とを一体に成型してもよい。さらに、図示の例では各部
ケーシングを別途に形成した後ボルト等で連結している
が、もちろんこれらを一体成形するようにしてもよく、
図示の例に限定されない。

次に本実施例の動作を説明する。

左ロータ５に設けた開口18、19が右ロータ６に設けた
ランド部25により完全に塞がれた状態を初期状態とし、
左ロータ５の入力軸７にパルスモータ等を連結して回転
駆動し、左ロータ５を所定角度回転させる。

すると開口18、19とランド部25との位置がずれて右ロ
ータ６の環状溝24に対して開口18、19が左ロータ５の回
転角度分だけ開口する（第５図及び第６図参照）。図示
せぬ油圧源から供給される圧油は圧油ポートＰから溝2
0、内部通路22、開口18を通って環状溝24内、具体的に
は制御溝部24a、24c内に入り、内部通路28から供給制御
用ポートＡ、連結フランジ部３の通孔48、49、分配リン
グ44と分配リングカム45の隙間46、モータケーシング30
内の所定の油流路37を介して所定のシリンダ34内に供給
される。シリンダ34内に供給された油の圧力によりピス
トン34aが押し下げられ、ドライブシャフト41の偏心カ
ム42（もしくは43）を押し、ドライブシャフトアセンブ
リ31を回転させる。

一方、油圧モータ部２からの戻りの圧油は油流路37、
隙間46、連結フランジ部３の通孔48、49、そして排出制
御用ポートＢから内部通路29を介して環状溝24、具体的
には制御溝部24b、24d内に戻り、開口19から内部通路2
3、溝21を通り、タンクポートＴを介して図示せぬタン
クへと排出される。

この時右ロータ６は油圧モータ部２のドライブシャフ
トアセンブリ31と連結してあるので、開口18、19を閉じ
る方向に左ロータ５の回転に追従して回転する。このた
め駆動源となるパルスモータ等の回転と油圧モータ部２
のドライブシャフトアセンブリ31の回転とがほぼリニア
の関係になる。例えばパルスモータを１パルスだけ回転
させると、左ロータ５がその１パルス対応分の角度だけ
回転し、開口18、19がこれに比例して開口する。開口す
る部分の面積〔第６図中斜線部分〕は左ロータ５の回転
角度に応じて近似的にリニヤに変化するものであり、ま
た右ロータ６が左ロータ５の回転に追従してランド部25
が所定の遅れをもって開口18、19を塞いで圧油の供給、
排出を停止させる。このためドライブシャフトアセンブ
リ31はパルスモータにより１パルス対応分だけ回転駆動
される。

〔発明の効果〕

本発明に係るディジタル油圧駆動装置は、以上説明し
てきたようなものなので、従来精密な駆動調節ができな
かった油圧モータを、パルスモータ、直流サーボモー
タ、単相モータ等のように精密に回転駆動調整をしつつ
回転させることができ、従って非常に低速な領域でも安
定した回転及びトルクを得られるようになるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同全
体斜視図、第３図は第１図中のロータリー弁部の拡大断
面図、第４図は同左右ロータの組み合わせ状態を示す分
解斜視図、第５図はロータ回転時の開口状態を示す説明
図、そして第６図は開口部分の拡大説明図である。 1:ロータリー弁部、2:油圧モータ部 3:フランジ部 4:ロータリー弁部のケーシング 5:左ロータ、6:右ロータ 7:入力軸、9:出力軸 10:出力フランジ 11、12:ロータの端面 13、14:ロータの外周側面 15:ロータリー弁部のケーシング内壁面 18:圧油供給用の開口 19:圧油排出用の開口 20、21、26、27:溝 22、23、28、29:内部通路 24:環状溝、25:ランド部 24a、24b、24c、24d:制御溝部 30:モータケーシング 31:ドライブシャフトアセンブリ 34:シリンダ、34a:ピストン 37:油流路、41:ドライブシャフト 42、43:偏心カム、47:後蓋フランジ 50:オルダム継手機構 P:圧油ポート、T:タンクポート A:供給制御用ポート、B:排出制御用ポート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源により回転駆動されるロータリー弁
   部と、該ロータリー弁を介して圧油の供給を受け回転駆
   動される油圧モータ部とを連結フランジ部を介して一体
   にしてなり、 上記ロータリー弁部は、弁体ケーシング内に一対の円筒
   状ロータを回転自在にかつ端面同士を摺接させて対向配
   置し、一方のロータは、上記端面に少なくとも一対以上
   の円形開口を同一円周上に配置開口させ、上記各円形開
   口の対は夫々一方を上記弁体ケーシングの圧油ポート
   に、他方をタンクポートに連通させ、他方のロータは、
   上記円形開口との対応位置に環状溝を設け、該環状溝の
   上記円形開口との対応位置夫々に上記円形開口開閉用の
   円形ランド部を設けて上記環状溝を分断し、かつ上記一
   方のロータの回転軸を上記弁体ケーシングから突出させ
   ると共に、上記他方のロータの回転軸を上記連結フラン
   ジ部内に通して上記油圧モータ部の出力軸に連結してな
   り、 上記連結フランジ部は、上記ロータリー弁部の上記供給
   制御ポートと上記油圧モータ部の油流入路の間を連通さ
   せる油供給路と、上記ロータリー弁部の上記排出制御ポ
   ートと上記油圧モータ部の油流出路の間を連通させて上
   記油圧モータ部から排出される油を上記排出制御ポート
   にフィードバックさせる油排出路とを備えてなる油圧駆
   動装置。