JP3127842B2 - カムモータ装置 - Google Patents

カムモータ装置

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JP3127842B2
JP3127842B2 JP08291621A JP29162196A JP3127842B2 JP 3127842 B2 JP3127842 B2 JP 3127842B2 JP 08291621 A JP08291621 A JP 08291621A JP 29162196 A JP29162196 A JP 29162196A JP 3127842 B2 JP3127842 B2 JP 3127842B2
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cam
hydraulic oil
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discharge
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洋一郎 小竹
俊博 成瀬
利幸 酒井
正明 須原
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ダイキン工業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0447Controlling
    • F03C1/045Controlling by using a valve in a system with several pump or motor chambers, wherein the flow path through the chambers can be changed, e.g. series-parallel

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の走行用
モータ等に用いられるカムモータ装置に関し、さらに詳
しくは、そのモータ容量が大小2段階に変更されること
により、比較的低速で回転作動される低速モードとその
倍速で回転作動される高速モードとに切換えられるよう
に構成されたカムモータ装置に係る。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のカムモータ装置とし
て、複数個のピストン及びシリンダが4つの群に分けら
れ、これらの各群のピストン及びシリンダに対する作動
油の分配状態を切換弁の切換操作により2段階に切換え
得るように構成されたものが知られている(例えば、特
開昭55−153871号公報の第2図参照)。このも
のでは、切換弁を低速モードに切換えることにより、こ
れらのうちの選択された2つの群の各シリンダに作動油
が供給される一方、他の2つの群の各シリンダが油タン
クに接続されて作動油を排出するようにされ、これによ
り、カムモータ装置のモータ容量を最大にして比較的低
速かつ高出力トルクの状態で回転作動されるようにして
いる。また、高速モードに切換えることにより、上記選
択された2つの群のうちの一方の群の各シリンダに作動
油が供給され、上記他の2つの群のうちの一方の群の各
シリンダから作動油が排出される一方、残りの2つの群
の各シリンダが互いに連通されて閉回路を構成するよう
にされる。これにより、カムモータ装置のモータ容量を
上記低速モードの半分にして、上記低速モードの倍速の
高速回転作動が行われるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
カムモータ装置では、高速モードで作動油の給排が行わ
れない2つの群の各シリンダが閉回路を構成しているた
め、これらの各シリンダ内の圧油の逃げ場がなくなって
回転抵抗を生じる恐れがある。これを防止するために、
上記2つの群の各シリンダを油タンクに連通することが
考えられるが、この場合には、4つの群に分けた各シリ
ンダにおいて、1つの群のみが高圧の作動油供給側とな
る一方、他の3つの群の全てが作動油排出側となるた
め、これらの各シリンダ内の油圧が略零に近づくことに
なる。このため、これらの各シリンダ内に収容されたピ
ストンのカム面に対する当接状態を油圧力によって保持
し得なくなって、ピストンが作動油の排出側でカム面か
ら離れてその後作動油の供給側で当接するときに衝撃が
かかり打音が発生する上に、ピストンやカム面の耐久性
の低下を招くことになる。これを防止するには、上記従
来のカムモータ装置の如くピストンとシリンダ室の底面
との間にスプリングを配設し、このスプリングによりピ
ストンをカム面の側に押圧させるようにせざるを得ず、
この場合、部品点数が増えて重量が増加するという不都
合がある上に、構造が複雑になって組立てに手間がかか
るという不都合がある。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、シリンダ内の
ピストンを確実にカム面に当接させることにより、静粛
性の向上とピストン等の耐久性の向上とを図るととも
に、部品点数を削減して軽量化と組立て容易性の向上と
を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、円柱状のシリンダブロック
(2)と、内周側にカム面(3a)が形成され、上記シ
リンダブロック(2)の外周面を囲んだ状態に配設され
たカムリング(3)と、上記シリンダブロック(2)に
対しその中心軸(X)を中心としてそれぞれ半径方向外
方に延びてシリンダブロック(2)の外周面に開口する
よう放射状に配設された複数のシリンダ(5,5,…)
と、上記カム面(3a)に対して進退するように上記各
シリンダ(5)に収容されたピストン(6)と、上記シ
リンダブロック(2)の一端面(2a)に対し相対回転
可能に接合されるよう配設されて作動油供給系(15
0)から供給される作動油を上記複数のシリンダ(5,
5,…)のうちの上記カム面(3a)に向い上昇行程に
ある各ピストン(6)に対応する各シリンダ(5)に対
し分配供給する分配弁(7)とを備え、上記の上昇行程
にある各ピストン(6)が上記カム面(3a)を押圧す
ることにより、非回転状態に固定された上記シリンダブ
ロック(2)もしくは上記カムリング(3)の一方に対
して他方が回転するように構成されたカムモータ装置を
前提とする。このものにおいて、上記分配弁(7)を介
して複数のシリンダ(5,5,…)に対し4つの群に分
けて作動油を供給する4つの連通路(8a,8b,8
c,8d)と、これら4つの連通路(8a,8b,8
c,8d)を作動油供給系(150)の作動油の供給側
もしくは排出側と選択的に接続して上記シリンダブロッ
ク(2)もしくはカムリング(3)の回転作動を低速も
しくは高速に切換える切換弁(9)とを備えるものとす
る。そして、上記シリンダブロック(2)に、各シリン
ダ(5)と連通されて上記一端面(2a)において中心
軸(X)を中心とする円周上に等間隔に開口する被分配
ポート(21,21,…)を設け、上記分配弁(7)
に、上記シリンダブロック(2)との接合端面(7a)
において4の倍数となる数の分配ポート(71,…,7
2,…,73,…,74,…)が上記被分配ポート(2
1,21,…)と同一円周上に等間隔に開口するように
配設し、上記分配ポート(71,…,72,…,73,
…,74,…)を、互いに同数の4つの分配ポート群に
グループ分けしてその各分配ポートの他端を上記4つの
連通路(8a,8b,8c,8d)と上記各分配ポート
群ごとに個別に連通する。そして、上記切換弁として、
上記4つの連通路(8a,8b,8c,8d)のうちの
選択された2つの連通路(8c,8d又は8a,8b)
を上記作動油供給系(150)の供給側に接続しかつ他
の2つの連通路(8a,8b又は8c,8d)を上記作
動油供給系(150)の排出側に接続する低速位置と、
上記選択された2つの連通路のうちの一方(8c又は8
a)を上記供給側に接続し、かつ、上記他の2つの連通
路のうちの一方(8a又は8c)を上記排出側に接続す
るとともに、残りの2つの連通路(8d及び8b)を、
上記作動油供給系(150)の排出側にチャージ油を供
給するチャージポンプ(16)の吐出側に接続する高速
位置とを備える構成とするものである。
【0006】上記の構成の場合、切換弁(9)が低速位
置にあるとき、4つの連通路のうちの選択された2つの
連通路(8c,8d又は8a,8b)が作動油供給系
(150)の供給側に接続され、かつ、他の2つの連通
路(8a,8b又は8c,8d)が作動油供給系(15
0)の排出側に接続される。そして、ピストン(6,
6,…)がカム面(3a)に向かって上昇する上昇行程
にある各シリンダ(5)に対して上記の選択された2つ
の連通路(8c,8d又は8a,8b)から分配ポート
(71,…,73,…又は72,…,74,…)と被分
配ポート(21,21,…)とを介して作動油が供給さ
れ、これらの各シリンダ(5)に収容されたピストン
(6)が上記カム面(3a)を押圧することにより、シ
リンダブロック(2)もしくはカムリング(3)のうち
の一方が回転する。一方、ピストン(6,6,…)が回
転軸(X)に向かって下降する下降行程にある各シリン
ダ(5)からこのピストン(6)によって排出された作
動油が、被分配ポート(21,21,…)と分配ポート
(72,…,74,…又は71,…,73,…)とを通
過して上記他の2つの連通路(8a,8b又は8c,8
d)から作動油供給系(150)の排出側に還流され
る。つまり、カムモータ装置は、そのモータ容量が最大
になって比較的低速かつ高出力トルクの低速モードで回
転作動される。また、上記切換弁(9)が高速位置にあ
るとき、上記の選択された2つの連通路(8c,8d又
は8a,8b)のうちの一方の連通路(8c又は8a)
が作動油供給系(150)の供給側に接続され、かつ、
上記他の2つの連通路(8a,8b又は8c,8d)の
うちの一方の連通路(8a又は8c)が作動油供給系
(150)の排出側に接続されるとともに、残りの2つ
の連通路(8d及び8b)が作動油供給系(150)の
排出側にチャージ油を供給するチャージポンプ(16)
の吐出側に接続される。このため、作動油の供給を受け
るピストン(6,6,…)の本数が上記低速モードの半
分になり、カムモータ装置は、そのモータ容量が半分に
なって上記低速モードの場合の2倍速でかつ2分の1出
力トルクの高速モードで回転作動される。この際、上記
チャージポンプ(16)吐出側に接続された各シリンダ
(5)においては、このチャージポンプ(16)から圧
油の供給を受けて作動油供給系(150)の排出側と同
圧に保持されるため、回転抵抗を生じさせることなく、
上記各シリンダ(5)内のピストン(6)はカム面(3
a)に対し当接した状態で相対移動することになる。こ
のため、これらの各ピストン(6)とカム面(3a)と
の衝突を防止して静粛性の向上とピストン(6,6,
…)等の耐久性の向上とを図ることが可能になる。これ
に伴い、ピストン(6,6,…)をカム面(3a)の側
に押圧するためのスプリングを配設する必要がなくな
り、従来に比べ、部品点数を削減して装置全体の軽量化
と組立て容易性の向上とを図ることが可能になる。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明におけるカムリング(3)をカムモータ装置の本体側
(13)に対して非回転状態に固定し、かつ、シリンダ
ブロック(2)を、上記本体側(13)に回転自由に支
持する構成とするものである。
【0008】上記の構成の場合、請求項1記載の発明に
おけるシリンダブロック(2)及びカムリング(3)の
構成が具体的に特定される。すなわち、カムリング
(3)が上記カムモータ装置の本体側(13)に非回転
状態に固定され、このカムリング(3)に対してシリン
ダブロック(2)が相対回転されることにより、このシ
リンダブロック(2)から回転駆動力が確実に出力され
れる。
【0009】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明における切換弁(9)を、チャージポンプ(16)か
ら供給される圧油により低速位置と高速位置とに切換え
られる構成とするものである。
【0010】上記の構成の場合、請求項1記載の発明に
おける切換弁(9)を切換作動させるための構成が具体
的に特定され、作動油供給系(150)の排出側にチャ
ージ油を供給するためのチャージポンプ(16)から供
給される圧油により、上記切換弁(9)が確実に作動さ
せられる。これにより、切換弁(9)の切換作動のため
の特別な駆動源を設けることなく、上記切換作動を行な
わせることが可能になる。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1又は請求
項3記載の発明における切換弁(9)を、柱状に形成さ
れた弁体(92)と、この弁体(92)内に形成され一
端側がチャージポンプ(16)に接続されたチャージ圧
供給通路(926)とを備えるものとし、このチャージ
圧供給通路(926)の他端側を、上記切換弁(9)が
高速位置にあるとき、作動油供給系(150)の供給側
又は排出側のいずれにも接続されていない2つの連通路
(8d及び8b)に臨んで開口する構成とするものであ
る。
【0012】上記の構成の場合、切換弁(9)の弁体
(92)内に形成されたチャージ圧供給通路(926)
により、作動油供給系(150)の供給側又は排出側の
いずれにも接続されていない2つの連通路(8d及び8
b)に対して確実にチャージ圧が供給され、請求項1記
載の発明による作用が確実に得られるとともに、この弁
体(92)の切換作動を行うための圧油を上記チャージ
圧供給通路(926)を介して供給する構成により、上
記2つの連通路(8d及び8b)に対してチャージ圧を
伝えるための油圧回路をコンパクトに構成することが可
能になり、これにより、装置全体のコンパクト化を図る
ことが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
【0014】図1は、本発明の実施形態に係るカムモー
タ装置を示し、1は環状に形成されたケーシング本体、
2は厚肉の円柱状に形成されたシリンダブロック、3は
上記シリンダブロック(2)の外周面を囲んで配設され
たカムリング、4はエンドキャップである。また、5,
5,…(図2参照)は上記シリンダブロック(2)内に
配設された複数のシリンダ、6は上記各シリンダ(5)
内に収容されたピストン、7は上記各シリンダ(5)に
対して作動油を分配供給する分配弁である。さらに、8
a,8b,8c,8dは上記分配弁(7)の外周面を囲
んで配設された4つの連通路としての環状連通路、9は
これらの環状連通路(8a,8b,…)を作動油の供給
側又は排出側に切換接続する切換弁としての給排操作
弁、10は出力軸である。そして、上記カムモータ装置
は、例えば、建設機械等の車体に配設されて車輪やクロ
ーラ等を駆動するものである。
【0015】上記ケーシング本体(1)は、上記出力軸
(10)の回転軸(X)と同軸に配置され、この回転軸
(X)方向の一側(同図における左側:以下、単に左側
という)に配設された略円錐状のケーシングカバー(1
1)と複数のボルト(11a,11a,…)により締結
される一方、他側(同図における右側:以下、単に右側
という)において、複数のボルト(12,12,…)
(図2参照)により、上記カムリング(3)を挟んで上
記エンドキャップ(4)と締結され、カムモータ装置の
本体であるケーシング(13)を構成している。そし
て、上記出力軸(10)が、このケーシング(13)を
左右に貫通した状態で上記ケーシングカバー(11)と
上記エンドキャップ(4)とにそれぞれ配設されたテー
パローラベアリング(111,41)により回転自由に
支持されている。また、上記ケーシング本体(1)及び
上記エンドキャップ(4)の外周面には、取り付けフラ
ンジ(14,14,…)が外方に突出して設けられてお
り、これらの取り付けフランジ(14,14,…)を介
して、上記ケーシング(13)が車体側に固定されるよ
うになっている。
【0016】上記シリンダブロック(2)は、上記出力
軸(10)の外周面に例えばスプライン結合により結合
されてこの出力軸(10)と同軸一体に回転するように
配設されており、その内部には、図2に示すように、複
数かつ偶数(図例では8個)のシリンダ(5,5,…)
が上記回転軸(X)を中心として放射状にかつ周方向に
等間隔に配設され、それぞれ、上記シリンダブロック
(2)の半径方向外方に延びて外周面に開口している。
そして、これらの各シリンダ(5)内にはピストン
(6)が収容されており、これらの各ピストン(6)
は、先端部に配設されたローラ(61)を上記カムリン
グ(3)の内側に形成されたカム面(3a)に沿って転
動させつつ、このカム面(3a)に案内されて上記各シ
リンダ(5)内で進退するようになっている。さらに、
上記シリンダブロック(2)には、上記各シリンダ
(5)と連通され、このシリンダブロック(2)の一端
面(2a)(右側の端面)において上記回転軸(X)を
中心とする円周上に等間隔に開口する8つの被分配ポー
ト(21,21,…)が設けられている。
【0017】上記カムリング(3)は、図2に示すよう
に、そのカム面(3a)に、上記ピストンの本数及び配
列との関係により定められた所定の数(図例では6つず
つ)の凸部(31,31,…)と凹部(32,32,
…)とが周方向に等間隔にかつ交互に形成されており、
このカム面(3a)に対する上記8つのピストン(6,
6,…)の位置関係は、同図において右上の位置にある
ピストン(6)を第1番として時計回りに順番に第1〜
第8番とすると、第1及び第5の各ピストン(6)が上
記凹部(32)の略底点に、第2及び第6の各ピストン
(6)が上記凸部(31)と凹部(32)との間の下り
側の中間点に(すなわち、下降行程に)、第3及び第7
の各ピストン(6)が上記凸部(31)の略頂点に、第
4及び第8の各ピストン(6)が上記凸部(31)と凹
部(32)との間の上り側の中間点に(すなわち、上昇
行程に)それぞれ当接することになるように関係付けら
れている。従って、主に、上記第4及び第8の各ピスト
ン(6)がカム面(3a)を押圧するように作動油を供
給することにより、シリンダブロック(2)が中心軸
(X)の回りに同図における反時計回り(矢印の方向)
に回転し、次に、主に、第3及び第7の各ピストンに作
動油を供給することにより、シリンダブロック(2)が
さらに回転し、この回転により凸部(31)を乗り越え
た第2及び第6の各ピストンに作動油を供給するという
ように順番に作動油を分配供給することにより、シリン
ダブロック(2)と出力軸(10)とが連続して回転駆
動されるようになっている。
【0018】上記分配弁(7)は、略円柱状に形成され
て一端面(7a)(左側の端面:以下、接合端面とい
う)がシリンダブロック(2)の右側の端面(2a)に
対し相対回転可能に接合されるように配置されるととも
に、エンドキャップ(4)に対して内周部に内嵌された
状態で非回転状態に固定されている。また、このエンド
キャップ(4)の内周面には、上記分配弁(7)の外周
側の全周面と相対向して開口するように形成された環状
の凹部が出力軸(10)の長手方向(左右方向)に4つ
形成されており、これらの環状の凹部と上記分配弁
(7)の外周面とにより、左側から順番に第2,第4,
第1及び第3の4つの環状連通路(8a,8b,8c,
8d)が画成されている。そして、上記接合端面(7
a)には、図3に示すように、カム面(3a)の凸部
(31,…)又は凹部(32,…)の数の倍数(図例で
は、12個)の分配ポート(71,…,72,…,7
3,…,74,…)が、上記シリンダブロック(2)の
右側の端面(2a)に配設された被分配ポート(21,
21,…)と連通可能なように、これらの被分配ポート
(21,21,…)と同一円周上に等間隔に開口するよ
う設けられている。
【0019】上記分配ポート(71,…,72,…,7
3,…,74,…)は、周方向に3つおきに配設された
第1分配ポート(71,71,…)により構成された第
1の分配ポート群と、上記第1の各ポートに対してシリ
ンダブロック(2)の正転する向き(同図における反時
計回り)に隣接して配設された第2分配ポート(72,
72,…)により構成された第2の分配ポート群と、上
記第2の各分配ポートに対して上記の向きに隣接して配
設された第3分配ポート(73,73,…)により構成
された第3の分配ポート群と、上記第3の各分配ポート
に対して上記の向きに隣接して配設された第4分配ポー
ト(74,74,…)により構成された第4の分配ポー
ト群との互いに同数の分配ポート(71,…,72,
…,73,…,74,…)からなる4つの分配ポート群
にグループ分けされている。そして、上記各第1分配ポ
ート(71)の上記シリンダブロック(2)と反対側の
端部(右側の端部)は、出力軸(10)の長手方向に第
1環状連通路(8c)の位置まで延びてこの第1環状連
通路(8c)と連通され、同様に、上記各第2分配ポー
ト(72)は第2環状連通路(8a)と、上記各第3分
配ポート(73)は第3環状連通路(8d)と、上記各
第4分配ポート(74)は第4環状連通路(8b)と、
それぞれ、個別に連通されている。
【0020】上記4つの環状連通路(8a,8b,…)
のうち、第1環状連通路(8c)は、供給通路(81)
を介してメインポンプ(15)と接続され、このメイン
ポンプ(15)から吐出される作動油の供給を受けるよ
うに構成されている。一方、第2環状連通路(8a)
は、排出通路(82)を介して上記メインポンプ(1
5)と接続され、シリンダブロック(2)側から排出さ
れる作動油を上記メインポンプ(15)に還流させるよ
うに構成されている。そして、これらのメインポンプ
(15)、供給通路(81)、排出通路(82)等によ
り構成された閉回路と、この閉回路からの作動油の洩れ
を補充するために低圧側となる通路にチャージ油を補充
するチャージポンプ(16)とにより作動油供給系(1
50)が構成されている。そして、上記メインポンプ
(15)は、作動油の吸入方向と吐出方向とを反転可能
に構成されており、上記排出通路(82)に対して作動
油を供給することにより、カムモータ装置の出力軸(1
0)を逆転させ得るようになっている。
【0021】上記給排操作弁(9)は、エンドキャップ
(4)の内部に形成された円形の横断面を有する弁室
(91)と、この弁室(91)内に長手方向(左右方
向)に摺動可能に収容された円柱状の弁体(92)とに
より構成されている。上記弁室(91)は、図4及び図
5に詳細を示すように、同図における左側(以下、単に
左側という)から順番に配設された第1,第2,第3及
び第4の4つの拡径部(91a,91b,91c,91
d)を有しており、これらの4つの拡径部(91a,9
1b,91c,91d)は、上記エンドキャップ(4)
内に形成された4つの連通路(83a,83b,83
c,83d)により4つの環状連通路(8a,8b,8
c,8d)と個別に連通されている。また、上記弁室
(91)の同図における右側(以下、単に右側という)
の端部には、シリンダ部(91e)が形成されており、
切換弁(161)が右側位置にあるとき、チャージ油供
給通路(93)を介してチャージポンプ(16)から圧
油の供給を受け、上記弁体(92)を作動させるように
なっている。また、この弁体(92)は、左側から順番
に形成された第1,第2及び第3の3つの大径部(92
1,922,923)と、これらの大径部(921,9
22,923)の間にそれぞれ形成された小径部(92
4,925)とを有しており、さらに、右側の端面に開
口する一方、本体内を長手方向(左右方向)に上記第2
大径部(922)の位置まで延び、この第2大径部(9
22)及び第3大径部(923)の外周面において、そ
れぞれ、周方向に等間隔に4個所づつ開口するチャージ
圧供給通路(926)を有している。
【0022】上記弁体(92)は、図4に示すように、
ばね(94及び95)の付勢力により右側に押し付けら
れて低速位置に位置付けられ、この低速位置において、
上記第3拡径部(91c)と第4拡径部(91d)とを
互いに連通するとともに、上記第1拡径部(91a)と
第2拡径部(91b)とを互いに連通するように構成さ
れている。このため、上記弁体(92)が上記低速位置
にあるときには、上記第1及び第3環状連通路(8c及
び8d)が供給通路(81)に連通されるとともに、上
記第2及び第4環状連通路(8a及び8b)が排出通路
(82)に連通されるようになっている。また、図5に
示すように、上記弁体(92)が、シリンダ部(91
e)に供給されるチャージ圧を受け、上記ばね(94及
び95)の付勢力に抗して左側に移動して高速位置に位
置変換されると、上記第2拡径部(91b)と第4拡径
部(91d)とがチャージ圧供給通路(926)を介し
て互いに連通され、かつ、チャージ圧が上記シリンダ部
(91e)から上記チャージ圧供給通路(926)を介
して上記第2及び第4拡径部(91b及び91d)に伝
えられるとともに、上記第1拡径部(91a)と第3拡
径部(91c)とは、それぞれ、他のいずれの拡径部か
らも遮断された状態になるように構成されている。この
ため、上記第1環状連通路(8c)が供給通路(81)
に連通され、かつ、上記第2環状連通路(8a)が排出
通路(82)に連通されるとともに、上記第3環状連通
路(8d)と第4環状連通路(8b)とは、互いに連通
されかつチャージ圧が供給された状態になる。
【0023】従って、上記給排操作弁(9)の弁体(9
2)が低速位置(図4参照)にある場合には、供給通路
(81)からの作動油が第3及び第4拡径部(91c及
び91d)並びに第1及び第3環状連通路(8c及び8
d)を通って第1及び第3の6個の各分配ポート(7
1,73)に供給されてこれらが高圧側となる一方、他
の6個の第2及び第4の各分配ポート(72,74)が
第2及び第4環状連通路(8a及び8b)並びに第1及
び第2拡径部(91a及び91b)を介して排出通路
(82)に連通されて低圧側になるように構成されてい
る。つまり、12個の全分配ポート(71,…,72,
…,73,…,74,…)のうちの半数の6個が高圧側
にされ、残りの6個が低圧側にされるようになってい
る。反対に、上記給排操作弁(9)の弁体(92)が高
速位置(図5参照)にある場合には、供給通路からの作
動油が第3拡径部(91c)及び第1環状連通路(8
c)を通って第1の3個の各分配ポート(71)に供給
されてこれらが高圧側となる一方、第2の3個の各分配
ポート(72)が第2環状連通路(8a)及び第1拡径
部(91a)を介して排出通路に連通されて低圧側にな
るとともに、第3及び第4の6個の各分配ポート(7
3,74)は、第3及び第4環状連通路(8d及び8
b)並びに第2及び第4拡径部(91b及び91d)を
介して互いに連通され、かつ、チャージ圧に保たれるよ
うになっている。つまり、12個の全分配ポート(7
1,…,72,…,73,…,74,…)のうちの3個
が高圧側に、かつ、3個が低圧側にされるとともに、残
りの6個にチャージ圧が供給されるようになっている。
【0024】なお、図1において17は出力軸(10)
の回転を拘束するネガティブブレーキ機構である。この
ネガティブブレーキ機構(17)は、上記出力軸(1
0)の外周面に固設された複数のプレッシャリングと、
これらのプレッシャリングの間に介装されて上記ケーシ
ング本体(1)の内周側に固設されたプレッシャプレー
トとを備え、チャージポンプ(16)からの圧油の供給
を受けない間は、上記プレッシャリングとプレッシャプ
レートとを皿ばね(18)の押圧付勢力により互いに押
し付け合わせることにより、それらの間の摺動摩擦力に
よって上記出力軸(10)を上記ケーシング本体(1)
に対して非回転状態に拘束するように構成されており、
一方、チャージポンプ(16)からの圧油の供給を受け
て上記プレッシャリングとプレッシャプレートとが互い
に引き離されることにより、上記出力軸(10)を回転
自由状態に維持するように構成されている。
【0025】次に、上記実施形態に係るカムモータ装置
の作動及び作用・効果を説明する。まず、チャージポン
プ(16)を運転状態にして圧油をネガティブブレーキ
機構(17)に供給し、このネガティブブレーキ機構
(17)による出力軸(10)の拘束状態を解除する。
次に、メインポンプ(15)を運転状態にして作動油を
供給通路(81)に供給する。
【0026】ここで、上記カムモータ装置を低速モード
で回転作動させる場合には、切換弁(161)を左側位
置に切換えて給排操作弁(9)に対するチャージポンプ
(16)からの圧油の供給を遮断する。これにより、上
記給排操作弁(9)の弁体(92)が低速位置(図4参
照)に位置付けられ、第1及び第3の合計6個の各分配
ポート(71,73)が作動油の供給側に、第2及び第
4の合計6個の各分配ポート(72,74)が作動油の
排出側に切換えられる。そして、8個のシリンダ(5,
5,…)のうちの半数、すなわち、上昇行程にある4個
のシリンダ(5,5,…:図2における第3,第4,第
7及び第8番の4個のシリンダ)に対して作動油が供給
され、これらの各シリンダ(5)に収容されたピストン
(6)が駆動力を発生することによりシリンダブロック
(2)と出力軸(10)とが一体に回転する。そして、
この回転に伴い上記シリンダブロック(2)と分配弁
(7)との位置関係が変化し、次に上昇行程に移行する
4個のシリンダ(5,5,…:図2における第2,第
3,第6及び第7番の4個の各シリンダ)に対して作動
油が供給されて上記シリンダブロック(2)がさらに回
転し、これが繰り返されて上記シリンダブロック(2)
と出力軸(10)とが連続して回転する。一方、下降行
程にある4個の各シリンダ(5)からは、作動油がピス
トン(6)によって排出されて排出通路(82)を介し
てメインポンプ(15)の吸入側に還流される。このよ
うに、上記低速モードでは、カムモータ装置は、モータ
容量が最大になって比較的低速かつ高出力トルクの状態
で回転作動される。
【0027】また、上記カムモータ装置を高速モードで
回転作動させる場合には、切換弁(161)を右側位置
に切換えて給排操作弁(9)にチャージポンプ(16)
から圧油を供給する。これにより、上記給排操作弁
(9)の弁体(92)が高速位置(図5参照)に切換え
られ、第1の3個の各分配ポート(71)が作動油の供
給側に、第2の3個の各分配ポート(72)が作動油の
排出側に切換えられるとともに、第3及び第4の合計6
個の各分配ポート(73,74)は互いに接続され、か
つ、チャージ圧の供給を受ける。このため、8個のシリ
ンダ(5,5,…)のうちの4分の1、すなわち、上昇
行程にある4個のシリンダ(5,5,…)のうちの半分
の2個の各シリンダ(5:図2における第4及び第7番
の2つの各シリンダ)に対して作動油が供給され、これ
らの各シリンダ(5)に収容されたピストン(6)が駆
動力を発生する一方、下降行程にある4個のシリンダ
(5,5,…)のうちの半分の2個の各シリンダ(5:
図2における第1及び第6番の2つの各シリンダ)から
作動油が排出され、残りの4個の各シリンダ(5:図2
における第2,第3,第5及び第8番の4つの各シリン
ダ)では、ピストン(6)は、カム面(3a)に沿って
各シリンダ(5)内を往復動するだけで駆動力を発生し
ない。従って、カムモータ装置は、そのモータ容量が上
記低速モードの場合の半分になって比較的高速かつ低出
力トルクの状態で回転作動される。
【0028】ここで、上記高速モードにおいては、上記
の供給側及び排出側のいずれにも接続されていない各シ
リンダ(5)に対してチャージ圧が供給されているた
め、このチャージ圧によりピストン(6)をカム面(3
a)に対して当接状態に保持することができる。このた
め、各ピストン(6)とカム面(3a)との衝突を防止
することができ、これにより、静粛性の向上とピストン
(6,6,…)等の耐久性の向上とを図ることができ
る。これに伴ない、上記各ピストン(6)をカム面(3
a)の側に押圧するためのスプリングを設ける必要がな
くなり、従来と比較してカムモータ装置の部品点数を削
減して装置全体の軽量化と組立て容易性の向上とを図る
ことができる。
【0029】さらに、上記カムモータ装置では、高速モ
ードにおいて給排操作弁(9)が高速位置に切換えら
れ、第3分配ポート(73,73,…)と第4分配ポー
ト(74,74,…)とが上記給排操作弁(9)の弁体
(92)内に形成されたチャージ圧供給通路(926)
によって確実に接続されるとともに、これらの第3及び
第4分配ポート(73,…,74,…)に対して上記弁
体(92)を切換作動させるためのチャージ圧が上記チ
ャージ圧供給通路(926)を介して伝えられるため、
上記の供給側及び排出側のいずれにも接続されていない
各シリンダ(5)に対してコンパクトな構成で確実にチ
ャージ圧を伝えることができ、これにより、装置全体の
コンパクト化を図ることができる。
【0030】次に、上記カムモータ装置を逆転させる場
合、メインポンプ(15)における作動油の吸入方向と
吐出方向とを逆転させ、上記排出通路(82)に対して
作動油が供給されるようにする。そして、低速モードで
逆転作動させる場合には、上記低速モードの正転の場合
と同様に給排操作弁(9)を低速位置とし、第2及び第
4の合計6個の各分配ポート(72,74)を作動油の
供給側に、第1及び第3の合計6個の各分配ポート(7
1,73)を作動油の排出側に切換えることにより、8
個のシリンダ(5,5,…)のうちの上昇行程にある4
個の各シリンダ(5)に対して作動油を供給する一方、
下降行程にある4個の各シリンダ(5)から作動油を排
出させ、カムモータ装置を、比較的低速かつ高出力トル
クの状態で回転作動させることができる。また、上記カ
ムモータ装置を高速モードで逆転作動させる場合には、
上記高速モードの正転の場合と同様に給排操作弁(9)
を高速位置に切換え、第2の3個の各分配ポート(7
2)を作動油の供給側に、第1の3個の各分配ポート
(71)を作動油の排出側に切換えるとともに、第3及
び第4の合計6個の各分配ポート(73,74)を互い
に接続し、かつ、これらの各分配ポート(73,74)
にチャージ圧を供給する。これにより、上昇行程にある
4個のシリンダ(5,5,…)のうちの半分の2個の各
シリンダ(5)に対して作動油を供給する一方、下降行
程にある4個のシリンダ(5,5,…)のうちの半分の
2個の各シリンダ(5)から作動油を排出させ、カムモ
ータ装置を、比較的高速かつ低出力トルクの状態で回転
作動させることができる。
【0031】この逆転作動の場合について、図6に示す
従来のカムモータ装置と比較すると、この従来のカムモ
ータ装置では、複数のピストン及びシリンダを3つの群
に分け、各群のピストン及びシリンダに対し3つの連通
路(108a,108b,108c)により作動油を分
配供給するように構成されており、具体的には、12個
の分配ポートが6個の第1分配ポート(図示省略)、3
個の第2分配ポート(図示省略)及び3個の第3分配ポ
ート(110)の3つの分配ポート群にグループ分けさ
れており、同図における左側(以下、単に左側という)
の第1連通路(108a)が上記各第1分配ポートに接
続され、真ん中の第2連通路(108b)と同図におけ
る右側(以下,単に右側という)の第3連通路(108
c)とがそれぞれ上記2及び第3の各分配ポートに接続
され、さらに、上記第1連通路(108a)が作動油の
排出通路と連通される一方、上記第3連通路(108
c)が作動油の供給通路と連通されている。そして、高
速モードで正転される場合、上記第3連通路(108
c)を介して3個の各第3分配ポート(110)に作動
油が供給されて高圧側にされる一方、給排操作弁(10
9)の切換えにより互いに連通された上記第1連通路
(108a)と第2連通路(108b)とを介して6個
の各第1分配ポートと3個の各第2分配ポートとが低圧
側にされるようになっている。このため、高速モードで
逆転される場合には、上記の正転の場合と反対に、上記
第1連通路(108a)と上記第2連通路(108b)
とが上記排出通路から供給される作動油を受けることに
より、上記6個の各第1分配ポートと3個の各第2分配
ポートとが高圧側にされる一方、上記第3連通路(10
8c)が上記供給通路と接続されることにより、上記3
個の各第3分配ポート(110)が低圧側にされること
になる。従って、逆転駆動の駆動力を発生するシリンダ
の他に、逆転駆動の駆動力を発生しないシリンダに対し
ても高圧の作動油が供給されることになってしまい、こ
れにより、回転抵抗が著しく大きくなる上に、熱的悪影
響も大きくなってしまう。これに対し、上記実施形態に
係るカムモータ装置では、高速モードで逆転される場
合、第2環状連通路(8a)(図5参照)に対して排出
通路(82)から作動油が供給されて高圧側にされる一
方、第1環状連通路(8c)が供給通路(81)と接続
されて低圧側にされるとともに、高速モードで正転され
る場合と同様、第3及び第4の2つの環状連通路(8d
及び8b)にチャージ圧が供給されるようになってお
り、このチャージ圧が低圧側と略同圧であるため、この
チャージ圧を供給される各シリンダ(5)において、ピ
ストン(6)の作動に伴う回転抵抗を上記従来の場合と
比べて小さくして効率向上を図ることができ、併せて、
熱的悪影響も小さくさせることができる。
【0032】<他の実施形態>なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
カムモータ装置の構成として、ケーシング(13)にカ
ムリング(3)を固定し、このカムリング(3)に対し
て相対回転するシリンダブロック(2)に出力軸(1
0)を連結するようにしているが、これに限らず、例え
ば、シリンダブロックを装置本体側に固定し、このシリ
ンダブロックに対してカムリングを含む環状ケーシング
が回転されるように構成してもよい。
【0033】上記実施形態では、カムリング(3)のカ
ム面(3a)にそれぞれ6個づつの凸部(31)と凹部
(32)とを形成し、これに対応して8個のピストン
(6,6,…)を配設しているが、これに限らず、例え
ばカムリングの凸部や凹部をそれぞれ6個以外としても
よく、これに対応して8個以外のピストンを配設するよ
うにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明におけるカムモータ装置によれば、切換弁(9)が高
速位置にあるとき、作動油供給系(150)の供給側又
は排出側のいずれにも接続されていない各シリンダ
(5)に対してチャージ圧を供給し、このチャージ圧に
よってピストン(6)とカム面(3a)との間の当接状
態を維持することにより、これらのピストン(6,6,
…)とカム面(3a)との衝突を防止して静粛性の向上
とピストン(6,6,…)等の耐久性の向上とを図るこ
とができる。これに伴い、ピストン(6,6,…)をカ
ム面(3a)の側に押圧するためのスプリングを配設す
る必要がなくなり、従来に比べ、部品点数を削減して装
置全体の軽量化と組立て容易性の向上とを図ることがで
きる。
【0035】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明におけるシリンダブロック(2)及びカム
リング(3)の構成が具体的に特定され、出力軸(1
0)から駆動力を確実に出力することができる。
【0036】請求項3記載の発明によれば、作動油供給
系(150)の排出側に圧油を供給するためのチャージ
ポンプ(16)から供給される作動油により、切換弁
(9)を確実に作動させることができ、これにより、上
記請求項1記載の発明による効果を確実に得ることがで
きる。
【0037】請求項4記載の発明によれば、上記請求項
3記載の発明による効果に加えて、切換弁(9)の弁体
(92)内に形成されたチャージ圧供給通路(926)
により、作動油供給系(150)の供給側又は排出側の
いずれにも接続されていない2つの連通路(8d及び8
b)に対してコンパクトな構成でチャージ圧を伝えるこ
とができ、これにより、装置全体のコンパクト化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す一部切欠図である。
【図2】図1のA−A線における断面図である。
【図3】分配ポートの構成を示す斜視図である。
【図4】給排操作弁の構成を示す拡大断面図である。
【図5】高速位置にあるときの図4相当図である。
【図6】従来のカムモータ装置における給排操作弁の構
成例を示す図である。
【符号の説明】
2 シリンダブロック 2a シリンダブロックの一端面 3 カムリング 3a カム面 5 シリンダ 6 ピストン 7 分配弁 7a 分配弁の一端面(接合端
面) 8a 第2環状連通路(連通路) 8b 第4環状連通路(連通路) 8c 第1環状連通路(連通路) 8d 第3環状連通路(連通路) 9 給排操作弁(切換弁) 13 ケーシング(本体) 16 チャージポンプ 21 被分配ポート 71,72,73,74 分配ポート 92 切換弁の弁体 150 作動油供給系 926 チャージ圧供給通路 X 回転軸(シリンダブロック
の中心軸)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須原 正明 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキ ン工業株式会社 淀川製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−153871(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F03C 1/247 F03C 1/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状のシリンダブロック(2)と、内
    周側にカム面(3a)が形成され、上記シリンダブロッ
    ク(2)の外周面を囲んだ状態に配設されたカムリング
    (3)と、上記シリンダブロック(2)に対しその中心
    軸(X)を中心としてそれぞれ半径方向外方に延びてシ
    リンダブロック(2)の外周面に開口するよう放射状に
    配設された複数のシリンダ(5,5,…)と、上記カム
    面(3a)に対して進退するように上記各シリンダ
    (5)に収容されたピストン(6)と、上記シリンダブ
    ロック(2)の一端面(2a)に対し相対回転可能に接
    合されるよう配設されて作動油供給系(150)から供
    給される作動油を上記複数のシリンダ(5,5,…)の
    うちの上記カム面(3a)に向い上昇行程にある各ピス
    トン(6)に対応する各シリンダ(5)に対し分配供給
    する分配弁(7)とを備え、 上記の上昇行程にある各
    ピストン(6)が上記カム面(3a)を押圧することに
    より、非回転状態に固定された上記シリンダブロック
    (2)もしくは上記カムリング(3)の一方に対して他
    方が回転するように構成されたカムモータ装置におい
    て、 上記分配弁(7)を介して複数のシリンダ(5,5,
    …)に対し4つの群に分けて作動油を供給する4つの連
    通路(8a,8b,8c,8d)と、 上記4つの連通路(8a,8b,8c,8d)を作動油
    供給系(150)の作動油の供給側もしくは排出側と選
    択的に接続して上記シリンダブロック(2)もしくはカ
    ムリング(3)の回転作動を低速もしくは高速に切換え
    る切換弁(9)とを備えており、 上記シリンダブロック(2)には、各シリンダ(5)と
    連通されて上記一端面(2a)において中心軸(X)を
    中心とする円周上に等間隔に開口する被分配ポート(2
    1,21,…)が設けられ、 上記分配弁(7)には、上記シリンダブロック(2)と
    の接合端面(7a)において4の倍数となる数の分配ポ
    ート(71,…,72,…,73,…,74,…)が上
    記被分配ポート(21,21,…)と同一円周上に等間
    隔に開口するように配設され、上記分配ポート(71,
    …,72,…,73,…,74,…)は、互いに同数の
    4つの分配ポート群にグループ分けされてその各分配ポ
    ートの他端が上記4つの連通路(8a,8b,8c,8
    d)と上記各分配ポート群ごとに個別に連通され、 上記切換弁は、上記4つの連通路(8a,8b,8c,
    8d)のうちの選択された2つの連通路(8c,8d又
    は8a,8b)を上記作動油供給系(150)の供給側
    に接続しかつ他の2つの連通路(8a,8b又は8c,
    8d)を上記作動油供給系(150)の排出側に接続す
    る低速位置と、上記選択された2つの連通路のうちの一
    方(8c又は8a)を上記供給側に接続し、かつ、上記
    他の2つの連通路のうちの一方(8a又は8c)を上記
    排出側に接続するとともに、残りの2つの連通路(8d
    及び8b)を、上記作動油供給系(150)の排出側に
    チャージ油を供給するチャージポンプ(16)の吐出側
    に接続する高速位置とを備えていることを特徴とするカ
    ムモータ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 カムリング(3)は、カムモータ装置の本体側(13)
    に対して非回転状態に固定されており、 シリンダブロック(2)は、上記本体側(13)に回転
    自由に支持されていることを特徴とするカムモータ装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 切換弁(9)はチャージポンプ(16)から供給される
    圧油により低速位置と高速位置とに切換えられるように
    構成されていることを特徴とするカムモータ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項3において、 切換弁(9)は、柱状に形成された弁体(92)と、こ
    の弁体(92)内に形成され一端側がチャージポンプ
    (16)に接続されたチャージ圧供給通路(926)と
    を備えており、 上記チャージ圧供給通路(926)の他端側は、上記切
    換弁(9)が高速位置にあるとき、作動油供給系(15
    0)の供給側又は排出側のいずれにも接続されていない
    2つの連通路(8d及び8b)に臨んで開口されている
    ことを特徴とするカムモータ装置。
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