JP3434432B2 - 減速機装置 - Google Patents

減速機装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートミキ
サー車、油圧ショベルの旋回装置や走行装置、運搬車の
リフト装置等の各種機械の減速に使用される減速機装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、各種の機械に於いて、油圧モータ
と歯車減速機の組み合わせ、或いは油圧モータのみによ
り機械の回転数を減速することは行われている。このよ
うな減速手段を使用する目的は、低速且つ高トルクを得
るためであり、当該機械のエンジン等の駆動源で油圧ポ
ンプを回転させ、その吐出流体を、例えば図1に示すよ
うな、斜軸式アキシャルピストンモータaに供給し、該
モータaの回転軸bの回転を遊星歯車減速装置cに伝
え、その回転軸(出力軸)dから減速比率15〜130
程度の低速・高トルクを得ている。該モータaの代わり
に斜板式アキシャルピストンポンプが使用されることも
ある。また、図2に示すように、出力軸dの周囲に配置
した内面が半径方向に凹凸したカム面を有するカムリン
グeと、該出力軸dに取り付けたシリンダブロックfの
シリンダgから該半径方向へ該カム面に沿って出没する
ピストンhとで構成された多行程形ラジアルピストンモ
ータiに駆動源で駆動された油圧ポンプからの圧力流体
を供給し、低速・高トルクを得ることも行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧モータ
の単独構成の減速機装置は、出力すべきトルクが大きく
なると油圧モータも大きく且つ特殊な構成になり、大き
な取付空間が必要で、重量も大きくなって車両には不向
きになり、価格も高くなる不都合がある。また、アキシ
ャルピストンモータと遊星歯車を組み合わせたものは、
アキシャルピストンモータが高速低トルクモータである
ため、所定の低速・高トルクを得るために減速比率を1
5〜130程度にしている。この減速比率を得るために
は、2段又は3段階の減速構成の遊星歯車機構が必要
で、その結果図1に示すように、全体の長さが長くな
り、重量も大きく高価になっている。
【0004】本発明は、低速且つ高トルクの回転が得ら
れる小型且つ軽量で安価に製作できる減速機装置を提供
することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、減速機の出
力軸を互いに回転自在で同一軸上に配置した複数本の回
転軸で構成し、そのうちの1の回転軸を囲繞して内周面
に半径方向に凹凸したカム面を有するカムリングを固定
配置し、該1の回転軸に、該カム面との摺接で該半径方
向へ移動されるピストンを収容するシリンダを複数本形
成したシリンダブロックを設けてラジアルピストンモー
タを構成すると共に、上記1の回転軸に太陽歯車を設
け、該太陽歯車とこれの周囲に固定配置した内歯車とに
噛合して回転する遊星歯車を他の回転軸に回転自在に取
り付け、上記1の回転軸の先端部をスラスト軸受を介し
てこれに隣接した他の回転軸の後端部に接続して、上記
1の回転軸の中間部の周面に上記太陽歯車を形成し、更
に、上記1の回転軸の後端部側のシリンダブロックの側
面と摺接するスライドバルブを設けて、該側面及びこれ
に摺接するスライドバルブの側面に上記シリンダの流体
給排制御口を設けた減速機装置において、上記1の回転
軸を、上記スラスト軸受で支持した先端部を中心として
揺動自在に設けて、上記1の回転軸の後端部に設けた上
記シリンダブロックの側面に、上記シリンダの流体給排
制御口を有するスライドバルブを摺接させたことを特徴
としている。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づき説
明すると、図3に於いて符号1は減速機のケーシング、
2は同一軸線上に配置した複数本の回転軸2a、2bで
互いに回転自在に構成され該ケーシング1を介して内外
に延びた出力軸を示す。該出力軸2を構成する1の回転
軸2aを囲繞して、内周面に、例えば図4のように半径
方向に凹凸した6個の山3aと6個の谷3bを交互に配
したトロコイド曲線状のカム面3を有するカムリング4
をボルト5で該ケーシング1に取り付けて固定配置し、
該回転軸2aにこれと共に回転するシリンダブロック6
を設けた。該シリンダブロック6には該半径方向に放射
状に延びるシリンダ7を等間隔で例えば8室形成し、各
シリンダ7に該カム面3との摺接で該半径方向に移動さ
れるピストン8が収容される。各ピストン8の頭部には
カム面3と円滑に回転摺接するようにカムローラ8aが
設けられる。該カムリング4、シリンダブロック6、シ
リンダ7、ピストン8はラジアルピストンモータ9を構
成し、該シリンダブロック6の側面に摺接され且つ該ケ
ーシング1に形成した3段の段部1aに固定の円筒状の
スライドバルブ10により該シリンダ7内への流体の供
給と排出が制御される。該シリンダ7の8室の吸入量を
1回転当たり数百cm3程度に設計した場合でも、該シ
リンダブロック6の幅は60mm程度、カムリング4の
外径は300mm程度の小型に構成できる。
【0007】該ラジアルピストンモータ9の作動は公知
のこの種モータと特に変わりがなく、該流体給排制御口
11を、図4及び図5に示すように、各シリンダ7から
シリンダブロック6の側面に連通させて形成した流体給
排制御口11aと、カムリング4の各谷3bの領域に向
けて2個ずつ合計12個をスライドバルブ10に形成し
た流体給排制御口11b、11cとで構成し、これらの
制御口11a〜11cを回転軸の軸線を中心とした円弧
上に配置しておく。そして、該シリンダブロック6及び
回転軸2aを矢印方向に回転させるときは、谷3bの一
方の流体給排制御口11bへ図3に見られる油圧ポンプ
24からの吐出流体を該スライドバルブ10内の通路1
2を介して供給し、残りの流体給排制御口11cをドレ
ンへスライドバルブ10内の通路13を介して接続す
る。これにより、各ピストン8がカムリング4の谷3b
へ向かうカム面3に位置するときは、流体給排制御口1
1bからシリンダ7に供給される圧力流体により該ピス
トン8が押し出され、そのため矢印方向の回転力が生
じ、各ピストン8が山3aに向かうカム面3に位置する
ときは、流体給排制御口11cを介してシリンダ7内の
流体をドレンへ排除し、該回転力を妨げないようにピス
トン8がカム面3に押されてシリンダ7内へ没入し、矢
印方向にシリンダブロック6及び回転軸2aが回転す
る。図示のものでは、各ピストン8が6往復すると該回
転軸2aが1回転する。
【0008】符号14は該回転軸2aの中間部の周面に
形成した太陽歯車14を示し、これとその周囲のケーシ
ング1に固定配置した内歯車15と、これら歯車14、
15に噛み合って回転する遊星歯車16及び回転軸2b
とで1段減速の遊星減速機構17を構成するようにし
た。該遊星歯車16は例えば3個設けられ、該回転軸2
bから半径方向に延びるフランジ18に等間隔で設けた
支軸19で各遊星歯車16が支持される。該遊星減速機
構17は例えば4〜7の減速比率に設定される。
【0009】該出力軸2を構成する1の回転軸2aの先
端部2cは、他の回転軸2bのフランジ18を設けた後
端部2dから内部へと延びる軸穴20内へ挿入され、そ
の内部でスラスト軸受21により支持した。該1の回転
軸2aは該スラスト軸受21とピストン8及びカムロー
ラ8aを介してカムリング4とに支えられて回転し、他
の回転軸2bはその外周に形成した段部26と強力なラ
ジアル軸受22、22によりケーシング1に回転自在に
支持される。23は該回転軸2bの先端部2eに設けた
回転体取り付け用の取付部材である。
【0010】該スライドバルブ10とシリンダブロック
6の側面は、その摺接部分からの流体の漏れを極力少な
くするため、隙間なく摺接することが好ましいが、該ス
ライドバルブ10はその中心軸Aが図6に示すように該
回転軸2aの中心軸Bに対して傾いてケーシング1に取
り付けられることがあり、その場合は中心軸Aに垂直な
スライドバルブ10の摺接面10aと中心軸Bに垂直な
シリンダブロックの側面との間に隙間を生じ、その隙間
から流体が漏れ、モータの容積効率が低下するのみなら
ずラジアルピストンモータの特徴である低速時の円滑回
転が損なわれ、本来の機能を発揮できなくなる。スライ
ドバルブ10の傾きを修正すればその低下を防ぎその機
能を発揮させれるが、この修正作業は時間も掛かり容易
でない。本発明の減速装置では、回転軸2を構成する1
の回転軸2aは、その先端部2cがスラスト軸受21に
片持ち状態で支承されており、その後端部2fは自由端
状態であるから、該先端部2cを中心として揺動自在に
設けることで該シリンダブロック6の側面をスライドバ
ルブ10の摺接面10aの傾きに追従させ、隙間なく摺
接させることができる。尚、他の回転軸2bは2個のラ
ジアル軸受22で揺動不能に支持されており、スラスト
軸受21の位置は不動である。この揺動自在性を得るた
め、該スラスト軸受21の内輪21aに該先端部2cを
ルーズに嵌着することが好適であり、図6のようにスラ
イドバルブ10の中心軸Aが回転軸2aの中心軸Bに対
してθの傾きを生じても、該回転軸2aはその中心軸B
が中心軸Aに平行なB’の位置となるようにその先端部
2cを中心に揺動し、その結果シリンダブロック6の側
面とスライドバルブの側面10aが隙間なく摺接してそ
こからの漏れが減少し、特別な修正を行わずにモータの
容積効率の低下を防ぎ低速時の円滑回転を確保できる。
【0011】図3に示す装置のラジアルピストンモータ
9には、例えばコンクリートミキサー車に搭載されたエ
ンジン25で駆動される油圧ポンプ24から圧力流体が
供給され、該ラジアルピストンモータ9のピストン8が
出没してシリンダブロック6及び回転軸2aが回転す
る。この回転に伴い遊星減速機構17の太陽歯車14及
び遊星歯車16が回転され、該遊星歯車16を取り付け
た回転軸2bがエンジン25の回転数よりも減速して回
転される。該回転軸2bで必要とする減速回転数の4〜
7倍の速度で該ラジアルピストンモータ9の回転軸2a
を回転させればよく、該モータ9に流量を供給する油圧
ポンプ24も比較的容量の小さい小型の安価なもので足
りる。また、回転軸2bに大きなトルクが必要であって
も、そのトルクの1/4〜1/7程度のトルクが得られ
る小型のラジアルピストンモータ9を設ければ足り、該
モータ9も安価に製作できる。更に、遊星減速機構17
は1段の構成であるから製作容易で安価になる。該スラ
イドバルブ10からシリンダ7へ供給する流体の一部
は、スライドバルブ10とシリンダブロック6の隙間に
進入して潤滑のための油膜を形成するが、該隙間に進入
する流体の圧力で、スライドバルブ10はケーシング1
の段部1aに押し付けられ、その反力でシリンダブロッ
ク6及び1の回転軸2aは他の回転軸2bの方向のスラ
スト力を生じる。このスラスト力は1の回転軸2aの先
端部2cに設けたスラスト軸受21により他の回転軸2
bの段部26を介してケーシング1で支持され、ラジア
ルピストンモータ9を設けたことによるスラスト力の弊
害は出力軸2に生じない。また、該他の回転軸2bを1
の回転軸2aよりも太くし、これを強力なラジアル軸受
22により軸支することで不均一なラジアル荷重に対し
ても十分な強度を維持できる。従来の同一機能の減速機
装置との比較に於いて、本発明の装置では重量で約30
%低減させ、長さで約30%低減させることができた。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、軽量でコ
ンパクトに構成された減速機装置において、スライドバ
ルブに傾きがあっても自動的にその摺接面にシリンダブ
ロックの側面を隙間なく摺接させることができるので、
ラジアルピストンモータの容積効率及び低速円滑回転特
性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の減速機組込形の斜軸式アキシャルピスト
ンモータの減速機装置の一部切断側面図
【図2】多行程形ラジアルピストンモータの断面図
【図3】本発明の実施の1形態の切断側面図
【図4】図3の4−4線断面図
【図5】図3の5−5線断面図
【図6】傾斜したスライドバルブへの適合状態の説明図
【符号の説明】
1 ケーシング、2 出力軸、2a 1の回転軸、2b
他の回転軸、2f 後端部、3 カム面、4 カムリ
ング、6 シリンダブロック、7 シリンダ、8ピスト
ン、9 ラジアルピストンモータ、10 スライドバル
ブ、10a 摺接面、11 流体給排制御口、14 太
陽歯車、15 内歯車、16 遊星歯車、17 遊星減
速機構、21 スラスト軸受、21a 内輪、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−18522(JP,A) 特開 昭62−51765(JP,A) 特公 平8−11490(JP,B2) 国際公開94/023918(WO,A1) 国際公開96/023670(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 47/04 F16H 39/16 F16H 1/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減速機の出力軸を互いに回転自在で同一
    軸上に配置した複数本の回転軸で構成し、そのうちの1
    の回転軸を囲繞して内周面に半径方向に凹凸したカム面
    を有するカムリングを固定配置し、該1の回転軸に、該
    カム面との摺接で該半径方向へ移動されるピストンを収
    容するシリンダを複数本形成したシリンダブロックを設
    てラジアルピストンモータを構成すると共に、上記1
    の回転軸に太陽歯車を設け、該太陽歯車とこれの周囲に
    固定配置した内歯車とに噛合して回転する遊星歯車を他
    の回転軸に回転自在に取り付け、上記1の回転軸の先端
    部をスラスト軸受を介してこれに隣接した他の回転軸の
    後端部に接続して、上記1の回転軸の中間部の周面に上
    記太陽歯車を形成し、更に、上記1の回転軸の後端部側
    のシリンダブロックの側面と摺接するスライドバルブを
    設けて、該側面及びこれに摺接するスライドバルブの側
    面に上記シリンダの流体給排制御口を設けた減速機装置
    において、 上記1の回転軸を、上記スラスト軸受で支持した先端部
    を中心として揺動自在に設けて、上記1の回転軸の後端
    部に設けた上記シリンダブロックの側面に、上記シリン
    ダの流体給排制御口を有するスライドバルブを摺接させ
    ことを特徴とする減速機装置。
  2. 【請求項2】 上記スラスト軸受の内輪に上記1の回転
    軸の先端部をルーズに嵌合させ、上記1の回転軸の後端
    部を中心に揺動自在に該1の回転軸を軸支したことを特
    徴とする請求項に記載の減速機装置。
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US09/081,861 US6102824A (en) 1997-05-26 1998-05-21 Reduction gear apparatus

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JP14045396 1996-06-03
JP8-140453 1996-06-03
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JP4678472B2 (ja) 2003-01-30 2011-04-27 株式会社小松製作所 減速機付きラジアル型ピストンモータ
JP2012052584A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Okubo Gear Co Ltd カムモータおよびカムモータ減速装置

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