JP3596993B2

JP3596993B2 - 差動型油圧モータ

Info

Publication number: JP3596993B2
Application number: JP27981396A
Authority: JP
Inventors: 邦泰長友
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-15
Filing date: 1996-09-15
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-09-15
Also published as: JPH1089440A; DE19740553B4; US5941156A; DE19740553A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
２個の回転軸を有し、外部より供給される流体により２個の回転軸の差の速度で回転することを特徴とした差動型油圧モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
公開特許公報「平１−２５０６６１」、「昭６１−１５３０５５」等に示されている機械−油圧変速機の構造の一部は本発明で対象としている差動型油圧モータと類似性を有しているが、これらの変速機は任意の油圧ポンプによる駆動するため不可欠なロータリポートによる流体の外部接続ポートを持っていないのと、入力軸と出力軸が固定されて配置の自由度は有していないなど差動型油圧モータとは本質的な相違を持っている。
【０００３】
図１６に典型的な斜板型ピストン油圧モータの構造図を示し、軸受９０及び９１で保持された回転軸１０に接続保持されたシリンダブロック２０は固定した斜板５０にその一端を摺接され往復運動する多数のピストン３０を液密摺動自在に挿入し各シリンダの底部にピストンが吸入又は吐出するためのポート２２を有しており、これらは第１８図に示すケーシングに固定された弁板８０のポート８４又は８５にシリンダブロック２０の回転により切換られ静止したケーシング７０が有する外部接続ポートに液密摺動自在に流体を伝達する機能を有している。
【０００４】
本発明の対象となる２個の回転軸を有し、外部より供給される流体により２個の回転軸の差の速度で回転することを特徴とした差動型油圧モータに関しては図１６で示した典型的なピストン斜板式油圧モータを基礎にして図１９に示すケーシング７２が軸受９２及び９３で保持され第２の回転軸１２として本来の回転軸１１との間に差動動作を行わせる類似機構は特許公報「昭５２−５０３４０」等の構造の一部として示されている。
【０００５】
このケーシング回転型と言われる差動型油圧モータは図１６に示す油圧モータはケーシング７０が静止しており弁板８０を経由して直接外部ポートに接続されているのに対し第１９図に示す差動型油圧モータではケーシング７２が回転するため外部に接続されるポート８４及び８５は回転部より固定ケーシング７１に液密摺動自在に流体を接続するためケーシング回転差動型油圧モータ特有のロータリポートを必要とする。
【０００６】
この切換弁には図１９に示す回転弁板方式ではなくシリンダブロック自体に放射状に組み込んだ図２に示すスプール型切換弁方式が機械−油圧変速機の機構の一部に例えば公開特許公報「平１−２５０６６１」等に示されている。
【０００７】
この切換弁は図４に示すシリンダブロックに円環状のリング型切換弁を組み込んだ例が機械−油圧変速機の機構の一部に例えば公開特許公報「平１−２５０６６１」等に示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第１の課題は図１９に示すケーシング回転型差動油圧モータに関する。
【０００９】
差動型油圧モータはその押し除け容積をＵ，入力軸１２に機械的回転ｎＸを与え，外部ポンプよりＱの流量の流体を供給した場合、出力軸である軸１１の回転速度はｎＹ＝（ｎＸ＋ｎＨ）で表され、ｎＨ＝（Ｑ／Ｕ）は流体的入力であり出力軸は両速度が加算されるため出力軸である軸１１の速度ｎＹは流体のみで駆動される通常の油圧モータに比較してより高速回転が可能となる。
【００１０】
差動型油圧モータへの機械的入力を軸１２ではなく軸１１に対して行い軸１２を高速出力軸として両軸の機能を逆に使用することも可能である。
【００１１】
軸１１を機械的入力として軸１２を流体入力が加算された出力軸とした場合、軸１１に接続されているシリンダブロック２０はｎＸの入力速度で駆動されるのに対し軸１２は固定部７１に流体を連通するためロータリポート２８がより高速となる加算された回転速度ｎＹで回転するためロータリポート２８部での高速摺動による損失の増加及び耐久性の低下と言う技術上重大な問題を伴ってくる。
【００１２】
軸１２を機械的入力として軸１１を流体入力が加算された出力軸とした場合、軸１１に接続されているシリンダブロック２０が高速回転となるｎＹで駆動されるためシリンダブロック２０に摺動自在に装着されているピストン３０に作用する遠心力はそのシリンダ中での位置が回転軸方向にずれてストロークしているためシリンダブロックを転倒させる有害なモーメントを誘発し弁板８０との密着摺動性に悪影響が発生し焼付き及び性能低下が発生するため高速回転の許容上限を低く制限する必要がある。
【００１３】
要約すれば図１９に示すケーシング回転型は軸Ｘ又は軸Ｙの何れを出力軸に選んでも性能及び耐久性上で重大な問題を包含していると言える。
【００１４】
第２の課題は図２に示すスプール型切換弁の有する技術的問題に関する。
【００１５】
スプール型切換弁は公開特許公報「平１−２５０６６１」、「昭６１−１５３０５５」等に示されている機械−油圧変速機は基本構造は異なるが類似の切換弁が使用されておりシリンダブロックのポート２２に隣接して放射状に配置されるスプール型切換弁は第１の課題を解決する有力な手段ではあるが、この切換弁の機能上ポート８４及び８５を放射状に配列された２本の共通環状通路によりお互いに連結接続する必要があるため前記公開特許公報で使用されているスプール型切換弁ブロック内でこの共通環状通路を実際に加工することは生産技術上極めて困難な問題であり本方式の実用化を妨げる有力な因子となっている。
【００１６】
第３の課題は図３、図４に示すリング型切換弁の有する技術的問題に関する。
【００１７】
リング型切換弁は公開特許公報「平１−２５０６６１」等に示されている機械−油圧変速機の切換弁に使用され類似な構造を有しているが図３、図４に示す様にポート２２をピストンの前進と後進に対応してリング型切換弁の外側室８４と内側室８５に切換る機能を有しているが、リング型切換弁の内側室８５はシールリング２９で圧力作用部分がシールされるためその圧力作用面積は小さく締結ボルト６０によりカバーブロック２７を安定に押付ることは困難ではない。
【００１８】
しかしながら図３、図４に示すリング型切換弁２５の外側室８４は圧力作用面積が内側に比較して格段に増加するためリング型切換弁外側室８４に高圧が作用する場合は図３、図４におけるカバーブロック２７に対して大きな推力が作用してこの蓋部を安定の保持するのは困難となり、弁部に応力による歪みが発生してシール能力が低下による性能低下及び耐久性が低下すると言う大きな問題が発生する。
【００１９】
第４の課題は図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型切換弁の有する技術的問題に関する。
【００２０】
図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型切換弁（２５０）は切換弁機能はリング型切換弁と同じでありドライブロッド２６を必要としないためその構造はリング型切換弁より単純であるが、外側室８４に高圧が作用する場合のカバーブロック２７に対して大きな推力が作用してこの蓋部を安定の保持するのは困難となり弁部に応力による歪みが発生してシール能力及び耐久性が低下すると言う大きな問題が発生するのはリング弁型と同様である。
【００２１】
しかし図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型切換弁（２５０）はリング型切換弁のシールリング２９に相当するシール部分が図１１、図１２に示す第２の同心円環液密摺動面（２５６）としてデイスク型切換弁自身が持っているため内側室８５の圧力作用面積が大きくなり、内側室８５に高圧が作用すればリング型切換弁（２５）よりもはるかに大きな推力が発生し高圧が作用する締結ボルト６０によりカバーブロック２７を安定に押付ることは困難となる。
【００２２】
図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型切換弁（２５０）で外側室８４に高圧が作用する場合のカバーブロック２７に対して大きな推力が作用してこの蓋部を安定の保持するのは困難となり、弁部に応力による歪みが発生してシール能力が低下による性能低下及び耐久性が低下すると言う大きな問題が発生するのはリング型切換弁型と同様である。
【００２３】
第４の課題は図２、図３、図５、図６に示すリング型切換弁とデイスク型切換弁の変形による体積効率の低下に関する。
【００２４】
第２、第３の課題として切換弁装着部の圧力による変形問題につき記載したが、図２、図３、図５、図６に示すリング型切換弁とデイスク型切換弁は何れも揺動ストロークを行うため内側室８５、外側室８４共に圧力作用中心が変動するため切換弁の密封度に影響する変形が不可避的に発生する。
【００２５】
【問題を解決するための手段】
第１に図１９に示すケーシング回転差動型油圧モータに関する問題点の解決手段に付いて説明する。
【００２６】
第１の課題の所で述べた様に図１９に示すケーシング回転差動型モータの場合は高速回転が技術的に困難であるシリンダブロック２０とロータリポート２８が双方とも別々の軸である軸Ｘと軸Ｙに分かれており駆動軸に軸Ｘ又は軸Ｙの何れを選択してもどちらかの部品は出力軸に接続され高速回転の対象とならざるを得ないためこの構造ではこの問題を解決することはできない。
【００２７】
この対策で最も根本的なのは高速回転上問題のあるシリンダブロック２０とロータリポート２８の双方を同一駆動軸に移し一般に低速である入力軸で駆動させ、これら問題機能部品が全く接続されていない斜板側駆動軸１３を専用の出力軸とすることでこの問題を解決することができる。
【００２８】
図１、図３、図５、図７に第１の問題を解決するためポート２２の切換弁と隣接してロータリポートの回転側部分ををシリンダブロック２１に集中的に組み込んだ例を示す。
【００２９】
図１の構造においては出力軸１３は回転可能な斜板５１と一体化され、他の一端に接続した偏芯軸１５により放射状に配置されたスプール型切換弁２３を入力軸１４との差の角度で制御し、入力軸は問題の機能部品であるシリンダブロック２１及びロータリポートを切換弁部と一体にして組み込み高速回転の能力が要求される出力軸からの影響を遮断することで前記問題点を解決している。
【００３０】
図３の構造は切換弁にリング型切換弁２５が使用されているものの図１の構造と同じ様にポート２２の切換弁機能を全てシリンダブロック２１に配置し、同時に隣接してロータリポートを機械的に組み込み、出力軸１３は回転可能な斜板５１と一体化され他の一端に接続した偏芯軸１５により放射状に配置された複数のドライブロッド２６に摺接してリング型切換弁２５を揺動運動させることにより入力軸１４との差の角度で制御し、問題の機能部品であるシリンダブロック及びロータリポートを切換弁部と一体にして入力軸１４側に組み込まれ高速回転の能力が要求される出力軸１３からの影響を遮断して同様に前記問題点を解決すると共にスプール型切換弁で発生するスプール頭部の飛び出しは発生しない。
【００３１】
図５にリング型切換弁２５と類似な機能を持ちより単純な構成のデイスク型切換弁２５０を使用した例を示す。
【００３２】
第２に図１に示すシリンダブロック２１のポート部２２に組み込まれたスプール型切換弁２３の問題点解決手段について説明するが、図１に示す切換弁は説明を容易にするため上死点及び下死点での位置を示しており各弁は閉の状態にあるべきながら、便宜上偏芯軸１５が９０度回転した位置を示している。
【００３３】
第２の課題で述べたスプール型切換弁２３はピストン数と同数が外周方向に向かい放射状に配置され、各スプールはシリンダブロック２１のポート２２をピストンの前進又は後退に応じて吐出側又は吸入側の共通ポート８４又は８５に接続する機能を有しておりこの多数のスプールポートを集合させるため２本の環状通路により連結する必要があるが、バルブ配置部分でこの様な環状通路を設けることなく各スプールのポートよりスプール数と同数の独立した通路を同芯円状の溝を持つポートブロック８３の摺動面に導く。
【００３４】
この摺動面に導かれた各スプールの独立ポートは液密摺動状態で密着して回転中のシリンダブロック２１の端面に設けられたロータリポート摺動部で２重の同芯円状共通ポートに接続するか、ケーシング内に静止して配置された外部接続ポート８４及び８５に接続する図９及び図１０に示すポートブロック８３に設けた２個の同芯円状の共通ポートに接続することにより例えば公開特許公報「平１−２５０６６１」、「昭６１−１５３０５５」等に示されている機械−油圧変速機のスプール型切換弁に使用される弁ブロック内の２本の共通環状ポートを加工する必要はなくこれらの機械−油圧変速機では存在していないロータリポート側に持たせることで困難な技術的問題を解決することができる。
【００３５】
第３に図３に示すシリンダブロックのポート部２２に組み込まれたリング型切換弁２５に関する問題点の解決手段に付いて説明する。
【００３６】
リング型切換弁２５はその基本的配置上回転中心から遠い外周程圧力作用面積が増加することは避けられず、対策は回転軸と直角方向のカバーブロック２７の摺動面又はポートブロック８３に設けた同芯円ポート８６の幅を増加することによりロータリポート摺動面で発生する圧力による逆向きの推力を増加させてリング弁の蓋であるカバーブロック２７に逆向きの推力を加えることによりリング型切換弁外側室８４に作用する推力を相殺しリング型切換弁の外周部周辺で発生する有害な歪みを除去することができる。
【００３７】
この様にロータリポート部の同芯円ポート８６の幅を増加させ摺動面で発生する圧力による逆向きの推力を増加させてその反力によりポートブロック８３に対し摺動面から離反させる推力が発生するが、これを安定に摺動面に圧着させ離反力の増加に見合った推力を発生させるため図１０に示すポートブロック後部に同芯の段付きの圧着用ピストン８８及び８９を設けることにより摺動面側への推力を適切な値に増加させることができる。
【００３８】
この構造では図１０に示すポートブロック後部の段付き圧着用ピストン８８及び８９の有効面積はリング弁２５の外側室から発生する推力に合わせて自由に選択することが可能となり、またリング型切換弁２５の外側室８４に対応した押付ピストン８８の有効面積と内側室８５に対応する押付ピストン８９の有効面積を独立に選択することが可能となり問題は解決される。
【００３９】
第４に図５に示すデイスク型切換弁の内側室で発生する圧力による推力に関する問題点の解決手段に付いて説明する。
【００４０】
図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型切換弁（２５０）は切換弁機能はリング型切換弁と同じであるがドライブロッド２６を必要としないためその構造はリング型切換弁より単純であるが、リング型切換弁のシールリング２９に相当するシール部分が図１１、図１２に示す第２の同心円環液密摺動面（２５６）としてデイスク型切換弁自身が持っているため内側室８５の圧力作用面積が大きくなり、内側室８５に高圧が作用すればリング型切換弁（２５）よりもはるかに大きな推力が発生し第３の対策と類似するがポートブロック８３の内側ポート８７の幅を増加させると共に背面の内側の押付ピストン８９の有効面積を独立に増加させて押付力を増加することにより問題は解決される。
【００４１】
第４の課題であるリング型切換弁とデイスク型切換弁の変形による体積効率の低下に関する問題点の解決手段について説明する。
【００４２】
第２、第３の課題として切換弁装着部の圧力による変形問題につき記載したが、図２、図３、図５、図６に示すリング型切換弁とデイスク型切換弁は何れも揺動ストロークを行うので内側室８５、外側室８４共に圧力作用中心が変動することによる切換弁の密封度に影響する移動する変形が不可避的に発生するため図１２に示すデイスク型切換弁を図１３に示すように円筒部を２枚の分割デイスク２５１、２５２に分割切断し、半割れのデイスク型切換弁２５１の第１の同心円環液密摺動面２５５の裏側近傍に第１の密封部材２５４を封入し更にデイスク型切換弁２５１の第２の同心円環液密摺動面２５６の裏側近傍に第２の密封部材２５３を封入し図８に示すように第１の密封部材２５４と第２の密封部材２５３の間で形成する面積を第１同心円環液密摺動面２５５及び第２同心円環液密摺動面２５６摺動部で発生する反発力以上の推力を発生する値に設定し、圧力を貫通穴２５７を介して導入することにより第１同心円環液密摺動面２５５、第２同心円環液密摺動面２５６を相手摺動面に密着させる推力が発生するがこの推力はそれ自身が弁の揺動と共に移動し常に切換弁が発生する推力の中心にあるため揺動運動に原因する切換弁からの漏洩を防止する自己拡張型シール方式を導入することにより解決する。
【００４３】
【発明実施例】
本発明の第１、第２の請求項に対し図１、図２、図９、図１０、図２０記載の実施例につき説明する。
【００４４】
軸受９４及び９５により保持されて回転可能な斜板５１と接合され一体化された第１の軸１３、ピストンの球面端部と傾斜回転自在に接合されたスリパーパッド３１の他の面をリテーナ３２により回転可能な斜板５１の摺動面に摺接された多数のピストン３０を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸１４と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート２２を有し軸受９６及び９７で保持されたシリンダブロック２１、第１の軸１３に一体化された偏芯軸１５に装着された軸受９８に摺接して往復ストロークを行いシリンダブロック２１の各ポート２２をピストン３０が流体の吐出と吸入するグループに分けて切換るためポート２２に直接開口して放射状に配置され第１の軸１３の回転角度と第２の軸１４の回転角度の差により切換られるスプール型切換弁２３を有しており、更にこのスプール型切換弁２３は偏芯軸１５に装着された軸受９８に安定に摺接するためその外周を保持リンク２４で保持され回転時も安定な動作を行うことができる如く配置されている。
【００４５】
図１に示す切換弁は説明を容易にするため上死点及び下死点での位置を示しており各弁は閉の状態にあるべきであるが、便宜上偏芯軸１５が９０度回転した位置を示している。
【００４６】
切換られたポート８４及びポート８５を回転可能なシリンダブロック２１に機械的に密着接合されたカバーブロック２７の通路及び摺動面を経由して静止したケーシング側に配置されたポート８１及び８２に液体を伝達するため回転軸と直角な面に配置され２個の同芯円状のポート８６及び８７を有しカバーブロック２７の通路及び摺動面側のポートと液密摺動自在密着したポートブロック８３を有している。
【００４７】
この静止して配置されたポートブロック８３はシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７と液密摺動自在の状態を保つためポートブロック８３は液密状態で回転軸方向に移動することができ摺動面と反対の方向に配置された同芯で液密摺動自在の段付きのピストン８８及び８９を有しており、このピストンにより摺動部に発生する逆向きの推力に対抗してポートブロック８３を摺動面部に適切な圧力で圧着する機能を有している。
【００４８】
かくして図２０に示す様に第２の軸１４側に外部より機械的回転力４０が与えられシリンダブロック２１は第２の軸１４と同じ回転速度で回転し、外部接続ポート８１及び８２に外部の油圧ポンプより供給及び戻り配管４１及び４２が接続されるとポートブロック８３の油路８４及び８５を経由して２個の同芯円状に溝を有するポート８６、８７を経由、更にシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７の同芯円ポートを経由して第１の軸１３に接続された偏芯軸１５及び第２の軸１４に接合されたシリンダブロック２１の回転角度の差の角度でストロークするスプール型切換弁２３によりシリンダポート２２はポートブロック８３の２個の同芯円ポート８６又は８７のいずれかに接続される。
【００４９】
この結果ピストン３０は流体の吸入及び吐出により前進運動又は後退運動を行い斜板５１をシリンダブロック２１の回転速度に加算する形で回転させ、第１の軸１３は第２の軸１４に印加される機械的回転ｎＸとシリンダブロック２１を基準にシリンダ内で往復運動を行うピストン３０により流体的回転ｎＨが加算された回転をおこない、油路８１及び８２に供給される供給流体４１及び戻り配管４２の方向によりｎＨの正負である相対的回転の方向が決まり出力軸である第１の軸１３はｎＹ＝ｎＸ＋ｎＨとなりｎＨの正負により増速または減速され、またその供給される流体の流量Ｑにより速度を無段階に制御することができる。
【００５０】
本発明の第３の請求項に対し図３、図４、図９、図１０、図２０記載の実施例につき説明する。
【００５１】
軸受９４及び９５により保持されて回転可能な斜板５１と接合され一体化された第１の軸１３、ピストン３０の球面端部と傾斜回転自在に接合されたスリパーパッド３１の他の面をリテーナ３２により回転可能な斜板５１の摺動面に摺接された多数のピストン３０を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸１４と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート２２を有し軸受９６及び９７で保持されたシリンダブロック２１の各ポート２２をピストン３０が流体の吐出と吸入するグループに分けて切換るため偏芯軸１５に装着された軸受９８に摺接する複数のドライブロッド２６を往復ストロークを行なわせて摺接するリング型切換弁２５を揺動させることによりポート２２をリング型切換弁の外側８４又は内側８５に切換接続することで前記の吐出又は吸入の通路８４又は８５に第１の軸１３の回転角度と第２の軸１４の回転角度の差により制御され選択的に接続するリング型切換弁２５を有している。
【００５２】
図３に示す切換弁は説明を容易にするため上死点及び下死点での位置を示しており弁は閉の状態にあるべきであるが、便宜上偏芯軸１５が９０度回転した位置を示している。
【００５３】
切換られたポート８４及びポート８５を回転可能なシリンダブロック２１に機械的に密着接合されたカバーブロック２７の通路及び摺動面を経由して静止したケーシング側に配置されたポート８１及び８２に流体を伝達するため回転軸と直角な面に配置され２個の同芯円状のポート８６及び８７を有しカバーブロック２７の通路及び摺動面側のポートと液密摺動自在密着したポートブロック８３を有している。
【００５４】
この静止して配置されたポートブロック８３はシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７と液密摺動自在の状態を保つためポートブロック８３は液密状態で回転軸方向に移動することができ摺動面と反対方向に同芯で液密摺動自在の段付きのピストン８８及び８９を有しており、このピストンにより摺動部に発生する逆向きの推力に対抗してポートブロック８３を摺動面部に適切な圧力で圧着する機能を有している。
【００５５】
かくして図２０に示す様に第２の軸１４側に外部より機械的回転力ｎＸが与えられシリンダブロック２１は第２の軸１４と同じ回転速度ｎＸで回転し、外部接続ポート８１及び８２に外部の油圧源に供給及び戻り配管４１及び４２が接続されるとポートブロック８３の油路８４及び８５を経由して２個の同芯円状に溝を有するポート８６、８７を経由し更にシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７を経由して第１の軸１３に接続された偏芯軸１５及び第２の軸１４に接合されたシリンダブロック２１の回転角度の差の角度でストロークするリング型切換弁２５によりシリンダポート２２はポートブロック８３の２個の同芯円ポート８６又は８７のいずれかに接続される。
【００５６】
この結果ピストン３０は流体の吸入及び吐出により前進運動又は後退運動を行い斜板５１をシリンダブロック２１の回転速度に加算する形で回転させ、第１の軸１３は第２の軸１４に印加される機械的回転ｎＸとシリンダブロック２１を基準にシリンダ内で往復運動を行うピストン３０により流体的回転ｎＨが加算された回転をおこない、油路８１及び８２に供給される供給流体４１及び戻り配管４２の方向によりｎＨの正負である相対的回転の方向が決まり出力軸である第１の軸１３はｎＹ＝ｎＸ＋ｎＨとなりｎＨの正負により増速または減速され、またその供給される流体の流量Ｑにより速度を無段階に制御することができる。
【００５７】
本発明の第４の請求項に対し図５、図６、図９、図１０、図１１、図１２、図２０記載の実施例につき説明する。
【００５８】
軸受９４及び９５により保持されて回転可能な斜板５１と接合され一体化された第１の軸１３、ピストン３０の球面端部と傾斜回転自在に接合されたスリパーパの他の面をリテーナ３２により回転可能な斜板５１の摺動面に摺接された多数のピストン３０外部に接続可能な第２の軸１４と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート２２を有し軸受で保持されたシリンダブロック２１に組み込まれており、第１の軸１３に一体化された偏芯軸１５をデイスク型切換弁の中心部に挿入して駆動し揺動ストロークを行いシリンダブロック２１の各ポート２２をピストン３０が前進と後退するグループに分けてデイスク型切換弁２５０を有している。
【００５９】
図５に示す切換弁は説明を容易にするため上死点及び下死点での位置を示しており弁は閉の状態にあるべきであるが、便宜上偏芯軸１５が９０度回転した位置を示している。
【００６０】
デイスク型切換弁の外径側両面にある第１の同心円環液密摺動面２５５の外側室８４と内側室８５に選択切換を行い切換弁として機能する。
【００６１】
内側室８５の内径側両面にある第２の同心円環液密摺動面２５６を有しており内側室８５をシールする機能を持っている。
【００６２】
シリンダブロックポート２２より内側室８５に流入した流体は内側室８５の両面を貫通する多数の穴２５７を通過してカバーブロック２７側のポートと接続される。
【００６３】
切換られたポート８４及びポート８５を回転可能なシリンダブロック側より静止したケーシング側７４に配置されたポート８１及び８２に流体を液密摺動自在に伝達するため回転軸と直角な面に配置され２個の同芯円状のポート８６及び８７をシリンダブロック側のポートと液密摺動自在で回転軸方向に移動可能なポートブロック８３を有するピストン式機械においてポートブロック８３の摺接面を圧着させるため直径が異なり同芯状の段付きピストン８８及び８９を有し各段付きピストンの有効作用面積部はポート８４及び８５に各々接続された自己押付型ロータリポートを有することを有している。
【００６４】
かくして図２０に示す様に第２の軸１４側に外部より機械的回転力ｎＸが与えられシリンダブロック２１は第２の軸１４と同じ回転速度ｎＸで回転し、外部接続ポート８１及び８２に外部の油圧源に供給及び戻り配管４１及び４２が接続されるとポートブロック８３の油路８４及び８５を経由して２個の同芯円状に溝を有するポート８６、８７を経由し更にシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７を経由して第１の軸１３に接続された偏芯軸１５及び第２の軸１４に接合されたシリンダブロック２１の回転角度の差の角度でストロークするデイスク型切換弁２５０によりシリンダポート２２はポートブロック８３の２個の同芯円ポート８６又は８７のいずれかに接続される。
【００６５】
この結果ピストン３０は流体の吸入及び吐出により前進運動又は後退運動を行い斜板５１をシリンダブロック２１の回転速度に加算する形で回転させ、第１の軸１３は第２の軸１４に印加される機械的回転ｎＸとシリンダブロック２１を基準にシリンダ内で往復運動を行うピストン３０により流体的回転ｎＨが加算された回転をおこない、油路８１及び８２に供給される供給流体４１及び戻り配管４２の方向によりｎＨの正負である相対的回転の方向が決まり出力軸である第１の軸１３はｎＹ＝ｎＸ＋ｎＨとなりｎＨの正負により増速または減速され、またその供給される流体の流量Ｑにより速度を無段階に制御することができる。
【００６６】
本発明の第５の請求項に対し図７、図８、図９、図１０、図１１、図１３、図１４、図１５、図２０記載の実施例につき説明する。
【００６７】
軸受９４及び９５により保持されて回転可能な斜板５１と接合され一体化された第１の軸１３、ピストン３０の球面端部と傾斜回転自在に接合されたスリパーパッド３１の他の面をリテーナ３２により回転可能な斜板５１の摺動面に摺接された多数のピストン３０を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸１４と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート２２を有し軸受９６及び９７で保持されたシリンダブロック２１の各ポート２２をピストン３０が流体の吐出と吸入するグループに分けて切換るため偏芯軸１５を分割デイスク弁型切換弁２５１、２５２の中心部に挿入して駆動し揺動ストロークを行いシリンダブロック２１の各ポート２２をピストン３０が前進と後退するグループに分けて分割デイスク弁２５１、２５２の外側８４又は内側８５に切換接続することで前記の吐出又は吸入の通路８４又は８５に第１の軸１３の回転角度と第２の軸１４の回転角度の差により制御され選択的に接続する分割デイスク型切換弁２５１、２５２を有している。
【００６８】
図７に示す切換弁は説明を容易にするため上死点及び下死点での位置を示しており弁は閉の状態にあるべきであるが、便宜上偏芯軸１５が９０度回転した位置を示している。
【００６９】
分割デイスク型切換弁２５１、２５２の外径摺接側両面にある第１の同心円環液密摺動面２５５の外側室８４と内側室８５に選択切換を行い切換弁として機能する。
【００７０】
内側室８５の内径摺接側両面にある第２の同心円環液密摺動面２５６を有しており内側室８５をシールする機能を持っている。
【００７１】
シリンダブロックポート２２より内側室８５に流入した流体は内側室８５の分割デイスク型切換弁２５１、２５２両面を貫通する多数の穴２５７を通過してカバーブロック２７側のポートと接続される。
【００７２】
片側の分割デイスク型切換弁２５１の第１の同心円環液密摺動面２５５の裏側面に第１の密封部材２５４と第２の同心円環液密摺動面２５６の裏側面に第２の密封部材２５３を有する。
【００７３】
分割デイスク切換弁２５１及び２５２と、切換られたポート８４及びポート８５を回転可能なシリンダブロック側より静止したケーシング側７４に配置されたポート８１及び８２に流体を液密摺動自在に伝達するため回転軸と直角な面に配置され２個の同芯円状のポート８６及び８７をシリンダブロック側のポートと液密摺動自在で回転軸方向に移動可能なポートブロック８３を有するピストン式機械においてポートブロック８３の摺接面を圧着させるため直径が異なり同芯状の段付きピストン８８及び８９を有し各段付きピストンの有効作用面積部はポート８４及び８５に各々接続された自己押付型ロータリポートを有することを有している。
【００７４】
かくして図２０に示す様に第２の軸１４側に外部より機械的回転力ｎＸが与えられシリンダブロック２１は第２の軸１４と同じ回転速度ｎＸで回転し、外部接続ポート８１及び８２に外部の油圧源に供給及び戻り配管４１及び４２が接続されるとポートブロック８３の油路８４及び８５を経由して２個の同芯円状に溝を有するポート８６、８７を経由し更にシリンダブロック２１に接合されたカバーブロック２７を経由して第１の軸１３に接続された偏芯軸１５及び第２の軸１４に接合されたシリンダブロック２１の回転角度の差の角度でストロークする分割デイスク型切換弁２５１、２５２によりシリンダポート２２はポートブロック８３の２個の同芯円ポート８６又は８７のいずれかに接続される。
【００７５】
この結果ピストン３０は流体の吸入及び吐出により前進運動又は後退運動を行い斜板５１をシリンダブロック２１の回転速度に加算する形で回転させ、第１の軸１３は第２の軸１４に印加される機械的回転ｎＸとシリンダブロック２１を基準にシリンダ内で往復運動を行うピストン３０により流体的回転ｎＨが加算された回転をおこない、油路８１及び８２に供給される供給流体４１及び戻り配管４２の方向によりｎＨの正負である相対的回転の方向が決まり出力軸である第１の軸１３はｎＹ＝ｎＸ＋ｎＨとなりｎＨの正負により増速または減速され、またその供給される流体の流量Ｑにより速度を無段階に制御することができる。
【００７６】
【図面の簡単な説明】
【図１】スプール型切換弁を持つ差動モータの構造図
【図２】スプール型切換弁を示す図１に対するＸ−Ｘ断面
【図３】リング型切換弁を持つ差動モータの構造図
【図４】リング型切換弁を示す図３に対するＹ−Ｙ断面
【図５】デイスク型切換弁を持つ差動モータの構造図
【図６】デイスク型切換弁を示す図５に対するＹ−Ｙ断面
【図７】分割デイスク型切換弁を持つ差動モータの構造図
【図８】分割デイスク型切換弁の圧着原理を示す作動説明図
【図９】ロータリーポートのＺ−Ｚ矢視
【図１０】ロータリーポートのＱ−Ｑ断面
【図１１】デイスク型弁の断面図
【図１２】デイスク型弁の立体図
【図１３】分割デイスク型弁の断面図
【図１４】デイスク型弁の断面図で図５でのＹ−Ｙ断面
【図１５】デイスク型弁の矢視図で図８でのＢ−Ｂ矢視密封部材を示す
【図１６】典型的な斜板型ピストンモータの構造図
【図１７】図１６でのＶ−Ｖ矢視
【図１８】図１６でのＵ−Ｕ矢視
【図１９】典型的な斜板型モータを基礎とした差動モータの構造図
【図２０】差動モータの流体入力と機械入力、出力の関係を示す構成図
【符号の説明】
１０図１６でシリンダブロック２に接続されている軸で出力軸
１１図１９シリンダブロック２に接続されている軸
１２図１９で回転ケーシングに接続されている軸
１３図１、図３、図５、図７で回転可能な斜板５１に接続された出力軸
１４図１、図３、図５、図７でカバーブロック２７に接続の入力軸
１５図１、図３、図５、図７で軸１３に一体化された偏芯軸
２０図１６、図１９でのシリンダブロック
２１図１、図３、図５、図７のシリンダブロック
２２図１、図３、図５、図７シリンダ底部のポート
２５図３のリング型切換弁
２６図３、図４のリング型切換弁ドライブロッド
２７図１、図３、図５、図７カバーブロック
２８図１９でのロータリポート回転部
２９図３でのシールリング
３０図１、図３、図５、図７ピストン
３１図１、図３、図５、図７ピストンに接合されたスリパーパッド
３２図１、図３、図５、図７斜板から摺接させるリテーナ
４０図１、図３、図５、図７外部機械的入力で軸１４入力される
４１図２０外部からの供給油配管
４２図２０外部からの戻り油配管
５０図１６、図１９固定された斜板
５１図１、図３、図５、図７の回転可能な斜板
６０図１、図３、図５、図７締結ボルト
７０図１４の固定ケーシング
７１図１９で固定ケーシング
７２図１９で回転ケーシング
７３図１９でのロータリポートブロック
７４図１、図３、図５、図７でのケーシング
８０図１６、図１９で弁板を含むブロック
８１図１、図３、図５、図７ケーシング外部接続ポート
８２図１、図３、図５、図７ケーシング外部接続ポート
８３図１、図３、図５、図７ポートブロック
８４図１、図３、図５、図７外部ポート８１に接続される内部の油路
８５図１、図３、図５、図７外部ポート８２に接続される内部の油路
８６図１、図３、図５、図７ポートブロック同芯円溝で８４に接続
８７図１、図３、図５、図７ポートブロック同芯円溝で８５に接続
８８図１、図３、図５、図７ポートブロックピストン部で８４に接続
８９図１、図３、図５、図７ポートブロックのピストン部で８５に接続
９０図１６、図１９で軸１０に装着の軸受
９１図１６、図１９で軸１０の後方を保持する軸受
９２図１９で回転ケーシングを保持する軸受１
９３図１９で回転ケーシングを保持する軸受２
９４図１、図３、図５、図７で回転可能な斜板を保持する軸受１
９５図１、図３、図５、図７で回転可能な斜板を保持する軸受２
９６図１、図３、図５、図７でシリンダブロックを保持する軸受１
９７図１、図３、図５、図７でシリンダブロックを保持する軸受２
９８図１、図３、図５、図７で偏芯軸１５に装着された軸受
２５０図５、図６、図１１、図１２に示すデイスク型弁
２５１図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁１面
２５２図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁２面
２５３図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁内側密封部材
２５４図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁外側密封部材
２５５図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁外側の摺動面
２５６図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁内側の摺動面
２５７図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁外側の貫通穴
２５８図７、図８、図１３、図１４、図１５分割デイスク型弁内側の貫通穴

Claims

軸受により保持されて回転可能な斜板（５１）と一体化された第１の軸（１３）と一端を斜板（５１）に摺接され往復運動する多数のピストン（３０）を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸（１４）と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート（２２）を有し軸受で保持されたシリンダブロック（２１）に組み込まれており、第１の軸（１３）に一体化された偏芯軸（１５）に摺接してストロークを行いシリンダブロック（２１）の各ポート（２２）をピストンが前進と後退するグループに分けて切換るための切換弁を有しているピストン式機械であって、
回転可能なシリンダブロック（２１）側に設けられ、前記切換弁により前記ポート（２２）に対する接続を切換られるポート（８４、８５）と、
シリンダブロック（２１）に対して静止しているケーシング（７４）に挿入され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と液密摺動自在に摺接するとともに、回転軸方向に移動できるポートブロック（８３）と、
ケーシング（７４）側に配置され、流体が供給、または戻されるポート（８１、８２）と、
ポートブロック（８３）の回転軸と直角な面に配置され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と、前記ケーシング（７４）のポート（８１、８２）との間で流体を伝達するための２個の同芯円状のポート（８６、８７）と、
ポートブロック（８３）の、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）との摺接面とは反対の方向のケーシング挿入部分に配置され、直径が異なる２段の同心円状段付きピストン（８８、８９）と、を有し、
各段付きピストン（８８、８９）の有効作用面積部は前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）に各々接続されてなる自己押付型ロータリポートを
有することを特徴とした差動型油圧モータ。
軸受により保持されて回転可能な斜板（５１）と一体化された第１の軸（１３）と一端を斜板（５１）に摺接され往復運動する多数のピストン（３０）を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸（１４）と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート（２２）を有し軸受で保持されたシリンダブロック（２１）に組み込まれており、第１の軸（１３）に一体化された偏芯軸（１５）に摺接して往復ストロークを行いシリンダブロック（２１）の各ポート（２２）をピストンが前進と後退するグループに分けて切換るため各ポート（２２）に直接開口して放射状に配置されたスプール型切換弁を有しているピストン式機械であって、
回転可能なシリンダブロック（２１）側に設けられ、前記切換弁により前記ポート（２２）に対する接続を切換られるポート（８４、８５）と、
シリンダブロック（２１）に対して静止しているケーシング（７４）に挿入され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と液密摺動自在に摺接するとともに、回転軸方向に移動できるポートブロック（８３）と、
ケーシング（７４）側に配置され、流体が供給、または戻されるポート（８１、８２）と、
ポートブロック（８３）の回転軸と直角な面に配置され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と、前記ケーシング（７４）のポート（８１、８２）との間で流体を伝達するための２個の同芯円状のポート（８６、８７）と、
ポートブロック（８３）の、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）との摺接面とは反対の方向のケーシング挿入部分に配置され、直径が異なる２段の同心円状段付きピストン（８８、８９）と、を有し、
各段付きピストン（８８、８９）の有効作用面積部は前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）に各々接続されてなる自己押付型ロータリポートを
有することを特徴とした差動型油圧モータ。
軸受により保持されて回転可能な斜板（５１）と一体化された第１の軸（１３）と一端を斜板（５１）に摺接され往復運動する多数のピストン（３０）を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸（１４）と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート（２２）を有し軸受で保持されたシリンダブロック（２１）に組み込まれており、第１の軸（１３）に一体化された偏芯軸（１５）に摺接する複数のドライブロッド（２６）を往復ストロークを行なわせて摺接するリング型切換弁（２５）を揺動させることにより、シリンダブロック（２１）の各ポート（２２）をピストンが前進と後退するグループに分けてリング型切換弁（２５）の外側室（８４）と内側室（８５）に選択接続を行うリング型切換弁（２５）を有するピストン式機械であって、
回転可能なシリンダブロック（２１）側に設けられ、前記切換弁により前記ポート（２２）に対する接続を切換られるポート（８４、８５）と、
シリンダブロック（２１）に対して静止しているケーシング（７４）に挿入され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と液密摺動自在に摺接するとともに、回転軸方向に移動できるポートブロック（８３）と、
ケーシング（７４）側に配置され、流体が供給、または戻されるポート（８１、８２）と、
ポートブロック（８３）の回転軸と直角な面に配置され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と、前記ケーシング（７４）のポート（８１、８２）との間で流体を伝達するための２個の同芯円状のポート（８６、８７）と、
ポートブロック（８３）の、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）との摺接面とは反対の方向のケーシング挿入部分に配置され、直径が異なる２段の同心円状段付きピストン（８８、８９）と、を有し、
各段付きピストン（８８、８９）の有効作用面積部は前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）に各々接続されてなる自己押付型ロータリポートを
有することを特徴とした差動型油圧モータ。
軸受により保持されて回転可能な斜板（５１）と一体化された第１の軸（１３）と一端を斜板（５１）に摺接され往復運動する多数のピストン（３０）を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸（１４）と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート（２２）を有し軸受で保持されたシリンダブロック（２１）に組み込まれており、第１の軸（１３）に一体化された偏芯軸（１５）により駆動されて揺動ストロークを行い、シリンダブロック（２１）の各ポート（２２）をピストン（３０）が前進と後退するグループに分けてデイスク型切換弁（２５０）の外側室（８４）と内側室（８５）に選択接続を行うディスク型切換弁（２５０）を有するピストン式機械であって、
前記ディスク型切換弁（２５０）が、
その外側が外側室（８４）となる外径側両摺接面にある第１の同心円環液密摺動面（２５５）と、
内側室（８５）の内径側両摺接面にある第２の同心円環液密摺動面（２５６）を有し、かつ内側室（８５）の両面を貫通する多数の穴（２５７）を有する一方、
回転可能なシリンダブロック（２１）側に設けられ、前記切換弁により前記ポート（２２）に対する接続を切換られる前記外側室（８４）と内側室（８５）に相当するポート（８４、８５）と、
シリンダブロック（２１）に対して静止しているケーシング（７４）に挿入され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と液密摺動自在に摺接するとともに、回転軸方向に移動できるポートブロック（８３）と、
ケーシング（７４）側に配置され、流体が供給、または戻されるポート（８１、８２）と、
ポートブロック（８３）の回転軸と直角な面に配置され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と、前記ケーシング（７４）のポート（８１、８２）との間で流体を伝達するための２個の同芯円状のポート（８６、８７）と、
ポートブロック（８３）の、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）との摺接面とは反対の方向のケーシング挿入部分に配置され、直径が異なる２段の同心円状段付きピストン（８８、８９）と、を有し、
各段付きピストン（８８、８９）の有効作用面積部は前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）に各々接続されてなる自己押付型ロータリポートを
有することを特徴とした差動型油圧モータ。
軸受により保持されて回転可能な斜板（５１）と一体化された第１の軸（１３）と一端を斜板（５１）に摺接され往復運動する多数のピストン（３０）を液密摺動自在に挿入し外部に接続可能な第２の軸（１４）と機械的に接続され各シリンダの底部にピストンが吸入及び吐出するためのポート（２２）を有し軸受で保持されたシリンダブロック（２１）に組み込まれており、第１の軸（１３）に一体化された偏芯軸（１５）により駆動されて揺動ストロークを行い、シリンダブロック（２１）の各ポート（２２）をピストン（３０）が前進と後退するグループに分けてデイスク型切換弁（２５０）の外側室（８４）と内側室（８５）に選択接続を行うディスク型切換弁（２５０）を有するピストン式機械であって、
前記ディスク型切換弁（２５０）が、
その外側が外側室（８４）となる外径側両摺接面にある第１の同心円環液密摺動面（２５５）と、
内側室（８５）の内径側両摺接面にある第２の同心円環液密摺動面（２５６）を有し、かつ内側室（８５）の両面を貫通する多数の穴（２５７）を有すると共に、
ディスク型切換弁（２５０）が、２つの分割デイスク型切換弁（２５１、２５２）として構成され、
分割デイスク型切換弁（２５１）の第１の同心円環液密摺動面（２５５）の裏側面に第１の密封部材（２５４）と、第２の同心円環液密摺動面（２５６）の裏側面に第２の密封部材（２５３）を有する一方、
回転可能なシリンダブロック（２１）側に設けられ、前記切換弁により前記ポート（２２）に対する接続を切換られる前記外側室（８４）と内側室（８５）に相当するポート（８４、８５）と、
シリンダブロック（２１）に対して静止しているケーシング（７４）に挿入され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と液密摺動自在に摺接するとともに、回転軸方向に移動できるポートブロック（８３）と、
ケーシング（７４）側に配置され、流体が供給、または戻されるポート（８１、８２）と、
ポートブロック（８３）の回転軸と直角な面に配置され、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）と、前記ケーシング（７４）のポート（８１、８２）との間で流体を伝達するための２個の同芯円状のポート（８６、８７）と、
ポートブロック（８３）の、前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）との摺接面とは反対の方向のケーシング挿入部分に配置され、直径が異なる２段の同心円状段付きピストン（８８、８９）と、を有し、
各段付きピストン（８８、８９）の有効作用面積部は前記シリンダブロック（２１）のポート（８４、８５）に各々接続されてなる自己押付型ロータリポートを
有することを特徴とした差動型油圧モータ。