JP3668418B2 - 可変容量型油圧モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械および産業機械に用いられる可変容量型油圧モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の可変容量型油圧モータ１の構成を示す断面図である。油圧モータ１は、斜板式ピストンモータであるモータ部２と、モータ部２に装着されるレギュレータ部３とから構成される。油圧モータ１はポンプから一定の流量で供給される作動油によって回転軸４を回転駆動する。油圧モータ１のモータ容量は斜板６の傾転角度を変化させることによって変化し、斜板６の傾転角度を大きく（図８において時計まわり）するとモータ容量が大きくなり、回転軸４の回転速度が低下し、逆に斜板６の傾転角度を小さく（図８において反時計まわり）するとモータ容量が低下し、回転軸４の回転速度が速くなる。
【０００３】
この斜板６の傾転角度は傾転ピストン８，９によって調整される。傾転ピストンは一方側（図８の左方）に小径の傾転ピストン９を有し、他方側（図８の右方）に大径の傾転ピストン８を有し、各傾転ピストン８，９がそれぞれモータケーシング５の小径室１１、大径室３４にそれぞれに装着され、傾転ピストン８，９は変位自在に支持される。この傾転ピストン８，９は小径室１１内の圧油と大径室３４内の圧油の差圧によって変位し、この差圧はレギュレータ部３に備えられる容量制御弁１５によって制御される。
【０００４】
図９は、レギュレータ部３の構成を示す断面図である。レギュレータ部３は、レギュレータケーシング２０に容量制御弁１５、電磁比例制御弁１７、および馬力制御弁２１が設けられ、側方から側部ブロック２２が装着される。容量制御弁１５は、スリーブ１２と、このスリーブ１２に挿嵌され、軸線Ｌ方向に変位自在に支持されるスプール部材１３とを有し、スプール部材１３は、スリーブ１２に挿嵌されるスプール２３と、スプール２３の軸線Ｌ方向に一方Ａ（図９の左方）側にスプール２３に同軸に支持され、一方Ａ側端面に受圧面２４ａを有する押圧ピストン２４と、スプール２３の他方Ｂ（図９の右方）側に設けられるばね座２５とから成り、スプール２３は、ばね座２５を介してばね１６によって一方Ａ側にばね付勢されている。スプール部材１３は、押圧ピストン２４を支持するピストン支持部材２６に一方端が当接する第１位置から、ばね座２５がばね座２５に対向して配置されるストッパ２７に当接する第２位置にわたって変位自在に支持される。
【０００５】
レギュレータケーシング２０のレギュレータポート２８にパイロットポンプ２９からパイロット１次圧Ｐｉ１が導かれると、電磁比例制御弁１７に制御されて押圧ピストン２４の受圧面２４ａにパイロット２次圧Ｐｉ２が作用する。このパイロット２次圧Ｐｉ２が増加するとスプール部材１３はばね１６のばね力に抗して第１位置から第２位置に移動する。
【０００６】
傾転ピストン９の小径室１１には油圧モータ１への供給圧力もしくは吐出圧力が油路を介して導かれ、この油路から分岐して容量制御弁１５を介して大径室３４にも小径室１１と同様の圧油が導かれる。図８に示すように容量制御弁１５のスリーブ１２およびスプール２３が共に一方Ａ側の第１位置に配置される状態では大径室３４に連なる油路は遮断されている。この状態からパイロット２次圧Ｐｉ２を増加させるとスプール２３がばね１６に抗して他方Ｂ側へ変位する。するとスリーブ１２とスプール２３との間に通路が開口し、大径室３４に圧油が導かれる。小径室１１と大径室３４は同じ圧力の圧油が導かれるが、大径の傾転ピストン８の方が受圧面積が大きいので傾転ピストン８，９は一方Ａ側に移動し、これによって斜板６の傾転角度が低下し、モータ容量が低下する。斜板６とスリーブ１２とはフィードバックレバー１９によって連結されている。フィードバックレバー１９は支点１８によって揺動支持されており、傾転ピストン８，９が一方Ａ側に移動するとスリーブ１２を他方Ｂ側へ移動させる。スリーブ１２がスプール２３に追い付くとスリーブ１２とスプール２３との間の通路が遮断され、これによって傾転ピストン８，９の移動が停止し、斜板６の傾転動作が停止する。このようにして電磁比例制御弁１７によってスプール２３に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を調整してスプール部材１３を変位させることによって、斜板６を傾転させ、任意のモータ容量に調整することができる。
【０００７】
したがって、スプール部材１３が第１位置にあり、モータ容量が最大、すなわち回転軸４の回転速度が最小となる１速と、スプール部材１３が第２位置に位置し、回転速度が最大となる２速との間で無段階に回転速度を調整することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
モータ容量を最大もしくは最小に保持するには、パイロット２次圧Ｐｉ２を調整してスプール部材１３を変位させ、大径室３４に入る圧油を調整することで、大径の傾転ピストン８を傾転ストッパＲに当接させるか、もしくは、小径の傾転ピストン９を傾転ストッパＦに当接させるかで、高精度にモータ容量を一定に保つことができるが、モータ容量を中間域で保持するには、スプール部材１３を前記第１位置と第２位置との間の中間位置に保持する必要がある。しかしながら電磁比例制御弁１７に入力する電流値にはばらつきが生じ、これによってパイロット２次圧Ｐｉ２がばらついたり、容量制御弁の寸法誤差によるばらつきにより、スプール部材１３を所定の位置に高精度に保つことは困難となる。
【０００９】
このような問題を解決する方法として、実公平７−４９０１４号公報には傾転ピストン８に２段構造のストッパを設け、これによって斜板６の中間域の傾転角度を高精度に保持し、油圧モータを３速化する方法が開示されている。しかしながらこの方法ではモータ部の構造を大幅に変更する必要があり、３速化を実現するには高コストとなる。
【００１０】
本発明の目的は、スプール部材を中間位置で高精度に位置決めし、低コストで３速化を実現することができる可変容量型油圧モータを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持される当接部材（１０６）と、
当接部材（１０６）を、スプール部材（６３）の軸線方向他方側から一方側に向かう方向へ、ばね付勢するプリロードばね（１０５）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接部材（１０６）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する係止部材（１０３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、係止部材（１０３）によって係止位置に係止される当接部材（１０６）に当接し、当接部材（１０６）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータである。
【００１２】
本発明に従えば、スリーブおよびスプール部材の相対位置によって開閉する容量制御弁によって、モータ部の斜板を傾転駆動する圧油の供給および供給停止が制御され、斜板が傾転駆動されてモータ部のモータ容量が変更される。スリーブは、フィードバックレバーによって斜板に連結されて、斜板の傾転角度に応じた位置に配置され、スプール部材は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する。したがってモータ容量は、スプール部材の変位に応じて変化し、スプール部材の位置によって決められるので、パイロット圧力に応じて決定される。
スプール部材の移動経路に臨んで当接部材が配置され、この当接部材は軸線方向一方側へ、プリロードばねによってばね付勢されているとともに、予め定められる係止位置で、係止部材によって係止される。スプール部材にパイロット圧力を与えていない場合には、スプール部材は、第１位置にある。パイロット圧力を増加し、スプール部材を第１位置から他方側へ第２位置に向けて移動させると、第１位置と第２位置との中間位置で、スプール部材は前記当接部材に当接する。当接部材は軸線方向一方側へばね付勢されているので、スプール部材を軸線方向他方側へ移動させるパイロット圧力が、前記当接部材へのばね付勢力を上まわるまで、スプール部材は当接部材によって位置決めされる。したがって、電磁比例制御弁によるパイロット圧力にばらつきが生じたとしても、スプール部材は当接部材によって正確に位置決めされ、これによってモータ容量を所定の中間値に高精度に保つことができる。
【００１３】
モータ容量をさらに小さくするには、パイロット圧力をさらに増加させて、スプール部材を当接部材へのばね付勢力に抗して軸線方向他方側へ変位させる。これによってスプール部材は当接部材とともに軸線方向他方側へ変位してモータ容量を低下させることができ、第２位置に達したときモータ容量は最小となる。またプリロードばねを用いることによって、低コストで容易に当接部材を軸線方向一方側へ付勢する構成を実現することができる。
【００１４】
このように本発明では、既存の油圧モータに対してスプール部材に当接する当接部材を追加するだけで、モータ容量の中間域を高精度に保持することが可能となり、油圧モータの構造を大きく変更することなく、低コストで油圧モータの３速化を実現することができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向他方側に臨む受圧面を有し、受圧面に作用する油圧によって軸線方向一方側へ圧力付勢される当接ピストン（１４４）と、
当接ピストン（１４４）に油圧を作用させる作用状態と、油圧を作用させない非作用状態とに油の流路を切換える切換弁（１３３）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接ピストン（１４４）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する中間位置調整部材（１４３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、中間位置調整部材（１４３）によって係止位置に係止される当接ピストン（１４４）に当接し、当接ピストン（１４４）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータである。
【００１６】
本発明に従えば、スリーブおよびスプール部材の相対位置によって開閉する容量制御弁によって、モータ部の斜板を傾転駆動する圧油の供給および供給停止が制御され、斜板が傾転駆動されてモータ部のモータ容量が変更される。スリーブは、フィードバックレバーによって斜板に連結されて、斜板の傾転角度に応じた位置に配置され、スプール部材は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する。したがってモータ容量は、スプール部材の変位に応じて変化し、スプール部材の位置によって決められるので、パイロット圧力に応じて決定される。
スプール部材の移動経路に臨んで当接ピストンが配置され、この当接ピストンは軸線方向他方側に臨む受圧面を有し、受圧面に作用する油圧によって軸線方向一方側へ圧力付勢されているとともに、予め定められる係止位置で、係止部材によって係止される。また切換弁が設けられ、この切換弁によって、当接ピストンに油圧を作用させる作用状態と、油圧を作用させない非作用状態とに油の流路が切換えられる。切換弁が作用状態にあるとき、当接部材に圧油が作用し、当接部材は軸線方向一方側へ圧力付勢されて係止位置で中間位置調整部材に係止される。切換弁を非作用状態に切換えると、当接部材に作用する圧油が解除され、中間位置調整部材は、軸線方向他方側へ変位することができる。
【００１７】
スプール部材にパイロット圧力を与えていない場合には、スプール部材は、第１位置にある。切換弁が作用状態にあるときに、パイロット圧力を増加し、スプール部材を第１位置から他方側へ第２位置に向けて移動させると、第１位置と第２位置との中間位置で、スプール部材は前記当接スプールに当接する。当接スプールは軸線方向一方側へ圧力付勢されているので、スプール部材は当接スプールに当接して位置決めされる。したがって、電磁比例制御弁によるパイロット圧力にばらつきが生じたとしても、スプール部材は当接部材によって正確に位置決めされ、これによってモータ容量を所定の中間値に高精度に保つことができる。
モータ容量をさらに小さくするには、切換弁を非作用状態に切換えると、当接ピストンに作用する圧油が解除され、当接ピストンによる位置決めが解除されるので、パイロット圧力をさらに増加させて、スプール部材を軸線方向他方側へ変位させることができる。これによってスプール部材は当接ピストンとともに軸線方向他方側へ変位してモータ容量を低下させることができ、第２位置に達したときモータ容量は最小となる。このようにして当接ピストンに作用する圧油とこの圧油の流路を切換える切換弁とによってスプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。
【００１８】
このように本発明では、既存の油圧モータに対してスプール部材に当接する当接部材を追加するだけで、モータ容量の中間域を高精度に保持することが可能となり、油圧モータの構造を大きく変更することなく、低コストで油圧モータの３速化を実現することができる。
【００１９】
請求項３に記載の本発明の前記係止位置は、軸線方向に調整可能であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、当接部材を係止する係止位置が軸線方向に調整可能であるので、これによってスプール部材の中間の停止位置も調整可能となる。すなわち、油圧モータを３速にしたとき、中間の２速のときの回転速度を任意に設定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である可変容量型油圧モータ３０の構成を示す断面図であり、図２は油圧モータ３０の油圧回路図である。油圧モータ３０はモータ部３１と、モータ部３１の上部に装着されるレギュレータ部３２とこのレギュレータ部３２の側方に装着される側部ブロック部３３とから構成され、斜板式ピストンモータである。
【００２５】
モータ部３１は回転軸３６と、回転軸３６を回転自在に軸支するモータケーシング３５と、回転軸３６にスプライン結合され、モータケーシング３５内で回転軸３６と一体に回転するシリンダブロック３７と、モータケーシング３５の後方（図１の右方）に装着されるブレーキ部４５とを含んで構成される。シリンダブロック３７には回転軸３６まわりに複数個のピストン挿入孔が回転軸３６に平行に形成され、各ピストン挿入孔にピストン３９がそれぞれ装脱自在に挿入される。シリンダブロック３５の前方（図１の左方）には回転軸３６の軸線に垂直な傾転軸線まわりに傾転可能にモータケーシング３５に支持される斜板３８が設けられる。シリンダブロック３７から突出するピストン３９の先端部にはそれぞれシュー４０が回動自在に装着され、各シューは押え板４３およびリテーナ４４を介して斜板３８に押付けられ、斜板３８上を回転軸３６まわりに滑動する。またシリンダブロック３７の後部には回転軸３６の軸線まわりの回転が阻止された状態で弁板４８が装着される。弁板４８には図１の紙面の奥側で半円弧状に開口する第１弁孔（図示せず）と図１の紙面の手前側で半円弧状に開口する第２弁孔（図示せず）とが形成される。
【００２６】
図２に示されるように油圧ポンプ４２から切換弁４１を介して油圧モータ３０の第１ポート４６に油を供給すると、弁板４８の前記第１弁孔を介してシリンダブロック３７の図１における紙面奥側に配置されるピストン挿入孔に油が供給され、各ピストン３９は前方（図１の左方）に押出される。ピストン３９が前方に押出されるとシュー４０が斜板３８上を滑動しながら下方に移行し、これによってシリンダブロック３７は図１の左方から見て反時計まわりに回転する。図１の紙面の手前側に配置されるピストン３９はシリンダブロック３７の回転に伴ってピストン挿入孔に押戻される。これによって弁板４８の第２弁孔および油圧モータ３０の第２ポート４７を介して油が排出され、タンク４９に戻される。
【００２７】
前記切換弁４１を切換え、逆に第２ポート４７から油を供給すると回転軸３６は図１の左方から見て時計まわりに回転し、第１ポート４６から油が排出される。
【００２８】
斜板３８の上端部には傾転ピストン５１，５２が連結される。傾転ピストン５１，５２の前端部には小径の傾転ピストン５１が回動自在に連結され、この小径の傾転ピストン５１はモータケーシング３５に形成される小径室５３に、回転軸３６に平行な軸線方向に変位自在に挿入される。傾転ピストン５１，５２の後部には前記小径の傾転ピストン５１よりも大径の傾転ピストン５２が回動自在に装着され、この大径の傾転ピストン５２はモータケーシング３５に形成される大径室５４に回転軸３６の軸線方向に平行に変位自在に装着される。したがって、小径室５３に導入される圧油と大径室５４に導入される圧油の差圧によって傾転ピストン５１，５２は前後に移動し、これに伴って斜板３８の傾転角度が変化する。傾転ピストン５１，５２が前方に変位すると、斜板３８の傾転角度が小さくなり、これによって油圧モータ３０のモータ容量が減少し、逆に傾転ピストン５１，５２が後方に変位すると斜板３８の傾転角度が大きくなり、油圧モータ３０のモータ容量が増大する。この傾転ピストン５１，５２はレギュレータ部３２に設けられる容量制御弁５５および馬力制御弁７０によって制御される。
【００２９】
次に図２を参照して容量制御弁５５および馬力制御弁７０の機能について説明する。容量制御弁５５はスリーブ６０とスプール部材６３とを有し、スプール部材６３はスリーブ６０に挿嵌され、軸線Ｌ方向に変位自在に支持されるスプール６１と、スプール６１の軸線Ｌ方向一方Ａ（図１，２の左方）側から押圧する押圧ピストン６２と、スプール６１の軸線Ｌ方向他方Ｂ（図１，２の右方）側に設けられるばね座１０８とから成り、ばね座１０８の他方Ｂ側に設けられるばね６４によってスプール６１は軸線Ｌ方向一方Ａ側へばね付勢されている。押圧ピストン６２の一方Ａ側端面は、一方Ａ側に臨む受圧面であり、作用する圧油によってスプール６１を他方Ｂ側へ押圧する。レギュレータ部３２のレギュレータポート９１にはパイロットポンプ９０からパイロット１次圧Ｐｉ１が入力され、電磁比例制御弁６５を介して押圧ピストン６２の受圧面にパイロット２次圧Ｐｉ２を作用させる。
【００３０】
馬力制御弁７０はスプール６６とこのスプール６６を一方Ａ側から押圧する段付の押圧ピストン６７とから構成される。スプール６６の他方Ｂ側にはばね６８が設けられ、これによってスプール６６は一方Ａ側にばね付勢されている。
【００３１】
チェック弁を介して油圧モータ３０の第１ポート４６に連なる第１油路７４は馬力制御弁７０、馬力制御弁７０の押圧ピストン６７の一方側の室７３、および傾転ピストン５０の小径室５３に連なる。油圧モータ３０の第２ポート４７に連なる第２油路７５は馬力制御弁７０の押圧ピストン６７の他方側の室７２に連なる。また馬力制御弁７０と容量制御弁５５とは第３油路７６を介して連なり、容量制御弁５５は第４油路７７を介して傾転ピストン５２の大径室５４に連なる。また、容量制御弁５５のスリーブ６０と斜板３８とはフィードバックレバー７１によって連結され、このフィードバックレバー７１は中間部が支点８５によって揺動支持される。
【００３２】
図１および図２に示す状態では容量制御弁５５にはパイロット２次圧Ｐｉ２が作用せず、これによってスプール６１はばね６４のばね力によって軸線方向一方Ａ側に変位しており、またスリーブ６０も軸線方向一方Ａ側にあり、スリーブ６０とスプール６１との間の通路は遮断されている。すなわち、傾転ピストン５２の大径室５４には圧油が作用せず、タンク４９に連通している。これに対して傾転ピストン５１の小径室５３には第１油路７４を介して油圧ポンプ４２から圧油が導かれ、傾転ピストン５１，５２は最も他方Ｂ側に変位している。スリーブ６０と斜板３８とはフィードバックレバー７１を介して連結されているので、前述したようにスリーブ６０は最も一方Ａ側に位置している。
【００３３】
一方、馬力制御弁７０はばね６８によって一方Ａ側へばね付勢されており、第１油路７４と第３油路７６とが連通し、容量制御弁５５に圧油を導いている。
【００３４】
電磁比例制御弁６５によって押圧ピストン６２に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を増加させるとばね６４のばね力に抗して押圧ピストン６２がスプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ変位させる。するとスリーブ６０とスプール６６との間の通路が開口し、第３油路７６と第４油路７７とが連通して傾転ピストン５２の大径室５４に第１油路７４からの圧油が導かれる。小径室５３にも第１油路７４からの圧油が導かれているが、大径の傾転ピストン５２と小径の傾転ピストン５１の受圧面積の差により傾転ピストン５１，５２は一方Ａ側に変位する。これによって斜板３８の傾転角度が減少し、モータ容量が低減する。傾転ピストン５１，５２の一方Ａ側への変位によってフィードバックレバー７１を介して容量制御弁５５のスリーブ６０もスプール６１に追従して他方Ｂ側へ変位する。これによってスリーブ６０とスプール６１との間に形成されていた通路が再び遮断され、傾転ピストン５２の大径室５４に圧油が導かれなくなり、傾転ピストン５０の変位が停止する。このようにして斜板３８の傾転角度が小さくなり、モータ容量が低下した位置で斜板３８は停止する。このようにして油圧モータ３０の回転軸３６の回転速度が速くなる。
【００３５】
前述と逆に電磁比例制御弁６５によって容量制御弁５５の押圧ピストン６２に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を低下させると、スプール６１はばね６４のばね力によって軸線Ｌ方向一方Ａ側へ変位した位置に停止し、これによって傾転ピストン５１，５２は他方Ｂ側に変位してモータ容量が増加し、回転速度が低下する。このようにして電磁比例制御弁６５によって油圧モータ３０のモータ容量を制御し、回転速度を制御することができる。
【００３６】
油圧モータ３０に供給される油の供給量は常に一定であるので、モータ容量を低下させると回転軸３６の回転速度は速くなるが、回転トルクは低下する。パイロット２次圧を増加し、高速で回転させたときに油圧モータ３０に高負荷が作用した場合には、第１油路７４内の圧力が高圧となり、馬力制御弁７０の押圧ピストン６７がばね６８のばね力に抗してスプール６６を他方Ｂ側へ押圧する。すると第３油路７６がタンク４９に連通して大径室５４内の圧油が抜かれる。これによって傾転ピストン５１，５２が他方Ｂ側に変位してモータ容量を増大して回転速度が低下し、回転トルクが増加する。このようにして馬力を一定に保った状態で油圧モータ３０が保護される。図２では、モータ片側のポートが高圧になったときのみ上述の作動が可能であるが、チェック弁９８の組合せにより、本図と反対のポート（第２ポート４７）が高圧時や両ポートの高圧を選択させて差動させることも可能である。
【００３７】
図３は図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であり、図５は図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。レギュレータ部３２はレギュレータケーシング１００に馬力制御弁７０、容量制御弁５５および電磁比例制御弁６５が組付けられており、このレギュレータ部３２の側方に側部ブロック部３３が取付けられる。レギュレータケーシング１００には容量制御弁５５のスリーブ６０が挿入されるスリーブ挿入孔１０１が軸線Ｌ方向に貫通して形成され、側部ブロック部３３には前記スリーブ挿入孔１０１が同軸となるように貫通孔１０２が形成される。
【００３８】
スリーブ６０に挿嵌されるスプール６１がその軸線Ｌ方向に変位自在にスリーブ６０に支持され、スリーブ６０がスリーブ挿入孔１０１に前記軸線Ｌ方向に変位自在に嵌まり込む。このスリーブ挿入孔１０１の他方Ｂ側の開口はカバー１１２によって塞がれ、側部ブロック部３３の貫通孔１０２の一方Ａ側の開口はカバー１１１によって塞がれる。
【００３９】
レギュレータ部３２のスリーブ挿入孔１０１の軸線Ｌ方向一方Ａ側端部にはピストン支持部材１０４が装着され、このピストン支持部材１０４に押圧ピストン６２が軸線Ｌ方向に変位自在に支持される。側部ブロック部３３の貫通孔１０２にはプリロードばね１０５、当接部材１０６および中間位置調整部材１０３から成る中間位置規定手段８０が設けられる。押圧ピストン６２は軸線方向一方Ａ側端部で拡径する頭部６２ａを有する。当接部材１０６は環状であり、押圧ピストン６２に嵌まり込み、スプール部材６３の一部である押圧ピストン６２の頭部６２ａの移動経路に臨んで配置され、他方Ｂ側へ移動する頭部６２ａに当接する。この当接部材１０６とピストン支持部材１０４との間に圧縮コイルばねから成るプリロードばね１０５が介在される。中間位置調整部材１０３は有底短円筒状であり、貫通孔１０２に軸線Ｌ方向に変位可能に装着される。この中間位置調整部材１０３の他方Ｂ側端部に当接部材１０６が係止され、当接部材１０６がこの係止位置よりも軸線Ｌ方向一方Ａ側へ変位することを阻止する。カバー１１１には外方からボルト１１３が軸線Ｌに同軸に螺着され、ボルト１１３は中間位置調整部材１０３の底部に当接する。このボルト１１３を螺進または螺退させることによって中間位置調整部材１０３の装着位置を軸線Ｌ方向に調整することができる。前記押圧ピストン６２の頭部６２ａは中間位置調整部材１０３に嵌まり込み、この頭部６２ａと中間位置調整部材１０３の底部との間の空間がピストン室１１０となり、このピストン室１１０内の圧力に応じて押圧ピストン６２はスプール６１を押圧する。
【００４０】
スリーブ挿入孔１０１の軸線方向他方Ｂ側にはばね座１０８、圧縮コイルばねから成るばね６４、および略円柱状のストッパ８１が設けられ、このばね６４はばね座１０８を介してスプール６１を軸線方向一方Ａ側へばね付勢する。
【００４１】
レギュレータ部３２のレギュレータポート９１にはパイロットポンプ９０からパイロット１次圧力Ｐｉ１が導かれ、電磁比例制御弁６５を介して前記ピストン室１１０に、パイロット２次圧力Ｐｉ２が作用する。電磁比例制御弁６５はオペレータの操作量に応じた電流値に比例してパイロット２次圧力Ｐｉ２を発生する。
【００４２】
ピストン室１１０にパイロット２次圧Ｐｉ２が作用しない状態ではスプール６１はばね６４のばね力によって軸線方向一方Ａ側へばね付勢され、スプール６１の軸線方向一方Ａ側端面６１ａがピストン支持部材１０４の他方Ｂ側の端面である第１ストッパ１０７に当接支持され、スプール部材６３は第１位置に位置決めされる。このときモータ容量は最大となっている。この状態からパイロット２次圧力Ｐｉ２が上昇すると押圧ピストン６２の頭部６２ａにパイロット２次圧力Ｐｉ２が作用して押圧ピストン６２はばね６４のばね力に抗してスプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ押圧し、スプール部材６３が軸線方向他方Ｂ側へ変位する。
【００４３】
ピストン支持部材１０４とばね座１０６との間に介在されるプリロードばね１０５は中間位置調整部材１０３によって予め圧縮された状態にある。パイロット２次圧力Ｐｉ２が増加し、押圧ピストン６２の頭部６２ａが当接部材１０６に達すると、押圧ピストン６２には予め圧縮されていたばね１０５のばね力が作用する。したがって、パイロット２次圧力Ｐｉ２が押圧ピストン６２を変位させる力が、プリロードばね１０５およびばね６４のばね力に打ち勝つまで押圧ピストン６２は変位しない。したがって、当接部材１０６に押圧ピストン６２の頭部６２ａが充分に当接するだけのパイロット２次圧Ｐｉ２を電磁比例制御弁６５で与えることによって、パイロット２次圧力Ｐｉ２のばらつきにかかわらず押圧ピストン６２は変位せず、スプール部材６３の押圧ピストン６２の頭部６２ａが、係止位置に係止される当接部材１０８に当接した中間位置にスプール部材６３を高精度に位置決めすることができる。
【００４４】
さらにパイロット２次圧力Ｐｉ２を増加させ、パイロット２次圧力Ｐｉ２が押圧ピストン６２を変位させる力がプリロードばね１０５およびばね６４のばね力を上回ると、スプール６１は軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位しはじめる。スプール６１他方Ｂ側に設けられるばね座１０８がストッパ８１に当接するとスプール６１の変位が停止する。このようにしてスプール６１は第２位置に位置決めされ、このときモータ容量は最小となる。
【００４５】
図６はモータ容量とパイロット２次圧力Ｐｉ２と電磁比例制御弁６５の電流値との関係を示すグラフであり、参照符１２０がパイロット２次圧力Ｐｉ２と電流値との関係を示すグラフであり、参照符１２１がパイロット２次圧力Ｐｉ２とモータ容量との関係を示すグラフである。参照符１２０で示すように電磁比例制御弁６５はオペレータによって入力される電流値に比例してパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加する。また参照符１２１で示すようにモータ容量はパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加するにつれて減少するが、前述したように、スプール部材６３が当接部材１０８に当接する場合にはパイロット２次圧力Ｐｉ２にかかわらずスプール部材６３は中間位置に保持されるので、参照符１２２で示す領域ではモータ容量が一定となる。したがってこの領域１２２の範囲内でのパイロット２次圧力Ｐｉ２の変動ではモータ容量が変化せず、いわば領域１２２は不感帯となる。またこの領域１２２に対応する電流値の領域１２３内での電流値のばらつきではモータ容量は変動しない。したがって、領域１２３のほぼ中央となる値に電流値を保持することによってモータ容量は所定の中間値で一定となり、領域１２３内での電流値の変動や領域１２２内でのパイロット２次圧力Ｐｉ２の変動ではモータ容量は変動せず、中間値に一定に保たれる。このようにして電磁比例制御弁６５に入力する電流値のばらつきや容量制御弁５５の寸法誤差によるばらつきなどにかかわらず、モータ容量を中間値に高精度に保持することができる。
【００４６】
前記モータ容量の予め定める中間値は当接部材１０６が係止される位置によって決定され、この位置は中間位置調整部材１０３によって決定される。したがって、カバー１１１に螺着するボルト１１３を螺進または螺退させて中間値調整部材１０３の軸線Ｌ方向の位置を調整することによってモータ容量の中間値を調整することができる。また、モータ容量が最小となる第２位置はストッパ８１の軸線Ｌ方向の位置によって決定され、ストッパ８１はカバー１１２に螺着されるボルト１１５を螺進または螺退させることによって調整することができる。
【００４７】
このように本実施形態では既存の油圧モータの側部ブロック部に代えて、中間位置規定手段８０を備える側部ブロック部３３を装着するだけで、スプール部材６３を中間位置に保持することができる。したがって、従来技術のように油圧モータの構造を大きく変更する必要がなく、側部ブロック部３３の部品を交換するだけでよく、低コストで容易に油圧モータを３速化することができる。
【００４８】
図７は本発明の他の実施形態の油圧モータのレギュレータ部１３０の構成を示す断面図である。なお本実施形態のモータ部は図１に示すモータ部３１と同様の構成であるものとし、説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では側部ブロック部１３１は従来の側部ブロック部と同様であり、レギュレータ部１３０の構成が異なる。すなわちスリーブ挿入孔１０１の軸線方向他方Ｂ側には中間位置調整部材１４３、当接ピストン１４４およびプラグ１４２を有する中間位置規定手段１４６が設けられる。中間位置調整部材１４３は略有底短円筒状であり、底部を一方Ａ側に向けてスリーブ装着孔１０１に装着される。当接ピストン１４４は中間位置調整部材１４３の底部に形成される挿通孔に軸線Ｌ方向に変位自在に挿通され、他方Ｂ側端部が拡径して頭部１４５が形成され、一方Ａ側の端部がスプール部材６３のばね座１０８の移動経路に臨んで配置される。当接ピストン１４４はプラグ１４２によって塞がれ、プラグ１４２と当接ピストン１４４の頭部１４５との間にピストン室１４１が形成される。パイロットポンプ９０からのパイロット１次圧Ｐｉ１は第１レギュレータポート９１に導かれるとともに、切換弁１３３を介して第２レギュレータポート１３４に導かれ、さらに前記ピストン室１４１に導かれる。このピストン室１４１内の圧力が当接ピストン１４４の頭部１４５に作用して当接ピストン１４４は軸線Ｌ方向一方Ａ側へ圧力付勢される。これによって当接ピストン１４４は、先端部をばね座１０８に対向させた状態で、頭部１４５が中間位置調整部材１４３の底部に係止され、この係止位置よりも一方Ａ側への変位が阻止されている。
【００５０】
またスリーブ挿入孔１０１の一方Ａ側に装着されるピストン支持部材１０４には従来と同様に押圧ピストン１５０が軸線Ｌ方向に変位自在に装着され、この押圧ピストン１５０の一方Ａ側端面の受圧面にパイロット２次圧力Ｐｉ２が作用する。パイロット２次圧力Ｐｉ２が作用しない状態ではばね６４のばね力によってスプール６１は軸線Ｌ方向一方Ａ側にばね付勢され、スプール６１の一方Ａ側端面６１ａがピストン支持部材１０４の他方Ｂ側の端面である第１ストッパ１０７に当接支持され、スプール６１は第１位置に位置決めされている。このときモータ容量は最大となっている。
【００５１】
オペレータの操作によってパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加すると押圧ピストン１５０はばね６０のばね力に抗してスプール６１を軸線Ｌ方向他方Ｂへ変位させる。ばね座１０８が当接ピストン１４４の先端である中間ストッパ１４７に当接すると、スプール６１にはばね６４のばね力とともに一方Ａ側へ圧力付勢される当接ピストン１４４からの力が作用して停止する。第１レギュレータポート９１と第２レギュレータポート１３４にはどちらもパイロットポンプ９０からパイロット１次圧力Ｐｉ１が導かれているので、電磁比例制御弁１７を全開にし、パイロット２次圧をパイロット１次圧になるまで上げた場合、スプール６１の一方Ａ側の押圧ピストン１５０に作用する圧力と他方Ｂ側の当接ピストン１４４に作用する圧力が等しくなるが、押圧ピストン１５０の受圧面積よりも当接ピストン１４４の頭部１４５の受圧面積の方が大きいので、押圧ピストン１５０が一方Ｂ側へ押圧する力より当接ピストン１４４が他方Ａ側へ押圧する力の方が大きくなる。したがって、スプール部材６３のばね座１０８が当接ピストン１４４に当接するのに充分に大きなパイロット２次圧力Ｐｉ２を押圧ピストン１５０に作用することによって、当接ピストン１４４の先端の中間ストッパ１４７にばね座１０８が当接する中間位置にスプール部材６３を高精度に保持することができる。
【００５２】
この状態からスプール６１をさらに軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位させるには切換弁１３３を切換え、ピストン室１４１とタンク４９とを連通させて当接ピストン１４４にパイロット１次圧力Ｐｉ１を作用させなくする。これによって当接ピストン１４４は軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位可能となり、スプール部材６３は当接ピストン１４４の頭部１４５がプラグ１４２に当接する第２位置まで変位することができる。
【００５３】
このような構成によってスプール６１を中間位置に高精度に位置決めすることが可能となる。またスプール挿入孔１０１に装着される中間位置調整部材１４３に外側から螺着される係止リング１４９を螺進または螺退させて中間位置調整部材１４３の装着位置を軸線Ｌ方向に調整することによって、当接ピストン１４４の係止位置を軸線Ｌ方向に調整し、これによってスプール部材６３の中間位置を調整することができる。
【００５４】
このように本実施形態では、既存の油圧モータのレギュレータ部に代えて、中間位置規定手段１４６を備えるレギュレータ部１３０を取付けることによって容易にスプール部材６３を中間位置に高精度に保持し、低コストで油圧モータの３速化を実現することが可能となる。
【００５５】
また本発明の実施の形態さらに他の形態として、スプール部材６３の一方Ａ側に図３に示す中間位置規定手段８０を設け、他方Ｂ側に図７に示す中間位置規定手段１４６を設ける構成としてもよい。すなわち、中間位置規定手段８０の当接部材１０６が、スプール６１の一方Ａ側で押圧ピストン６２の移動経路に臨んで係止され、中間位置規定手段１４６の当接ピストン１４４が、スプール６１の他方Ｂ側で、ばね座１０８の移動経路に臨んで係止され、スプール部材６３が第１位置から他方Ｂ側に移動するとき、まず当接部材１０６に当接して第１の中間位置に位置決めされ、さらに他方Ｂ側に変位して当接ピストン１４４に当接して第２の中間位置に位置決めされる。このようにして、スプール部材６３は軸線Ｌ方向に異なる２つの中間位置で高精度に位置決めすることができ、油圧モータを４速化することができる。
【００５６】
またさらに他の実施形態として、スプール６１の両側にばねを用いる中間位置規定手段８０を設けることによって油圧モータを４速化してもよく、またさらにスプール６１の両側に油圧を用いる中間位置規定手段１４６を設けて油圧モータを４速化してもよい。
【００５７】
上述した各実施形態ではスプール部材６３はスプール６１と、スプール６１の一方Ａ側に設けられ、スプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ押圧する押圧ピストン６２または１５０と、スプール６１の他方Ｂ側に設けられ、ばね６４のばね力をスプール６１に伝達するばね座１０８との３つの部材から構成される形態としたが、スプール部材はこのような構成に限らず、スプール６１の一方Ａ側端面が受圧面となり、他方Ｂ側端面がばね座となり、一つの部材から成る構成であってもよい。
【００５８】
また上述した各実施形態ではモータ部３１は斜板式油圧モータとしたが、斜軸式油圧モータであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、軸線方向他方側へ変位するスプール部材の中間域でスプール部材に当接する当接部材を設け、プリロードばねを用いて当接部材をばね付勢することによって、スプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。これによって従来の構成を大幅に変更することなく、低コストでユーザの要求に応じて油圧モータの３速化を実現することが可能となる。またばねを用いることによって、容易に当接部材を付勢する構成を実現することができる。
【００６０】
請求項２記載の本発明によれば、軸線方向他方側へ変位するスプール部材の中間域でスプール部材に当接する当接ピストンを設け、当接ピストンを圧力付勢することによって、スプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。これによって従来の構成を大幅に変更することなく、低コストでユーザの要求に応じて油圧モータの３速化を実現することが可能となる。また当接ピストンを圧力付勢するにあたって、当接ピストンに作用させる圧油を、切換弁によって切換える構成とし、容易に当接ピストンの圧力付勢および付勢の解除を切換えることができる。
【００６２】
請求項３記載の本発明によれば、係止部材の係止位置を軸線方向に調整することによって、中間域でのスプール部材の停止位置である中間位置を調節することができる。すなわち、３速化したときの油圧モータの２速の回転速度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である油圧モータ３０の構成を示す断面図である。
【図２】油圧モータ３０の油圧回路図である。
【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】パイロット２次圧力Ｐｉ２とモータ容量と電磁比例制御弁４７の電流値との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態の油圧モータのレギュレータ部１３０の構成を示す断面図である。
【図８】従来の油圧モータ１の構成を示す断面図である。
【図９】従来の油圧モータのレギュレータ部３の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
３０ 油圧モータ
３１ モータ部
３２，１３０ レギュレータ部
３３，１３１ 側部ブロック部
３８ 斜板
５１，５２ 傾転ピストン
５５ 容量制御弁
６０ スリーブ
６１ スプール
６２ 押圧ピストン
６３ スプール部材
６４ ばね
６５ 電磁比例制御弁
７０ 電気制御弁
８０，１４６ 中間位置規定手段
１０３，１４３ 中間位置調整部材
１０５ プリロードばね
１０６ 当接部材
１３３ 切換弁
１４４ 当接ピストン
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械および産業機械に用いられる可変容量型油圧モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の可変容量型油圧モータ１の構成を示す断面図である。油圧モータ１は、斜板式ピストンモータであるモータ部２と、モータ部２に装着されるレギュレータ部３とから構成される。油圧モータ１はポンプから一定の流量で供給される作動油によって回転軸４を回転駆動する。油圧モータ１のモータ容量は斜板６の傾転角度を変化させることによって変化し、斜板６の傾転角度を大きく（図８において時計まわり）するとモータ容量が大きくなり、回転軸４の回転速度が低下し、逆に斜板６の傾転角度を小さく（図８において反時計まわり）するとモータ容量が低下し、回転軸４の回転速度が速くなる。
【０００３】
この斜板６の傾転角度は傾転ピストン８，９によって調整される。傾転ピストンは一方側（図８の左方）に小径の傾転ピストン９を有し、他方側（図８の右方）に大径の傾転ピストン８を有し、各傾転ピストン８，９がそれぞれモータケーシング５の小径室１１、大径室３４にそれぞれに装着され、傾転ピストン８，９は変位自在に支持される。この傾転ピストン８，９は小径室１１内の圧油と大径室３４内の圧油の差圧によって変位し、この差圧はレギュレータ部３に備えられる容量制御弁１５によって制御される。
【０００４】
図９は、レギュレータ部３の構成を示す断面図である。レギュレータ部３は、レギュレータケーシング２０に容量制御弁１５、電磁比例制御弁１７、および馬力制御弁２１が設けられ、側方から側部ブロック２２が装着される。容量制御弁１５は、スリーブ１２と、このスリーブ１２に挿嵌され、軸線Ｌ方向に変位自在に支持されるスプール部材１３とを有し、スプール部材１３は、スリーブ１２に挿嵌されるスプール２３と、スプール２３の軸線Ｌ方向に一方Ａ（図９の左方）側にスプール２３に同軸に支持され、一方Ａ側端面に受圧面２４ａを有する押圧ピストン２４と、スプール２３の他方Ｂ（図９の右方）側に設けられるばね座２５とから成り、スプール２３は、ばね座２５を介してばね１６によって一方Ａ側にばね付勢されている。スプール部材１３は、押圧ピストン２４を支持するピストン支持部材２６に一方端が当接する第１位置から、ばね座２５がばね座２５に対向して配置されるストッパ２７に当接する第２位置にわたって変位自在に支持される。
【０００５】
レギュレータケーシング２０のレギュレータポート２８にパイロットポンプ２９からパイロット１次圧Ｐｉ１が導かれると、電磁比例制御弁１７に制御されて押圧ピストン２４の受圧面２４ａにパイロット２次圧Ｐｉ２が作用する。このパイロット２次圧Ｐｉ２が増加するとスプール部材１３はばね１６のばね力に抗して第１位置から第２位置に移動する。
【０００６】
傾転ピストン９の小径室１１には油圧モータ１への供給圧力もしくは吐出圧力が油路を介して導かれ、この油路から分岐して容量制御弁１５を介して大径室３４にも小径室１１と同様の圧油が導かれる。図８に示すように容量制御弁１５のスリーブ１２およびスプール２３が共に一方Ａ側の第１位置に配置される状態では大径室３４に連なる油路は遮断されている。この状態からパイロット２次圧Ｐｉ２を増加させるとスプール２３がばね１６に抗して他方Ｂ側へ変位する。するとスリーブ１２とスプール２３との間に通路が開口し、大径室３４に圧油が導かれる。小径室１１と大径室３４は同じ圧力の圧油が導かれるが、大径の傾転ピストン８の方が受圧面積が大きいので傾転ピストン８，９は一方Ａ側に移動し、これによって斜板６の傾転角度が低下し、モータ容量が低下する。斜板６とスリーブ１２とはフィードバックレバー１９によって連結されている。フィードバックレバー１９は支点１８によって揺動支持されており、傾転ピストン８，９が一方Ａ側に移動するとスリーブ１２を他方Ｂ側へ移動させる。スリーブ１２がスプール２３に追い付くとスリーブ１２とスプール２３との間の通路が遮断され、これによって傾転ピストン８，９の移動が停止し、斜板６の傾転動作が停止する。このようにして電磁比例制御弁１７によってスプール２３に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を調整してスプール部材１３を変位させることによって、斜板６を傾転させ、任意のモータ容量に調整することができる。
【０００７】
したがって、スプール部材１３が第１位置にあり、モータ容量が最大、すなわち回転軸４の回転速度が最小となる１速と、スプール部材１３が第２位置に位置し、回転速度が最大となる２速との間で無段階に回転速度を調整することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
モータ容量を最大もしくは最小に保持するには、パイロット２次圧Ｐｉ２を調整してスプール部材１３を変位させ、大径室３４に入る圧油を調整することで、大径の傾転ピストン８を傾転ストッパＲに当接させるか、もしくは、小径の傾転ピストン９を傾転ストッパＦに当接させるかで、高精度にモータ容量を一定に保つことができるが、モータ容量を中間域で保持するには、スプール部材１３を前記第１位置と第２位置との間の中間位置に保持する必要がある。しかしながら電磁比例制御弁１７に入力する電流値にはばらつきが生じ、これによってパイロット２次圧Ｐｉ２がばらついたり、容量制御弁の寸法誤差によるばらつきにより、スプール部材１３を所定の位置に高精度に保つことは困難となる。
【０００９】
このような問題を解決する方法として、実公平７−４９０１４号公報には傾転ピストン８に２段構造のストッパを設け、これによって斜板６の中間域の傾転角度を高精度に保持し、油圧モータを３速化する方法が開示されている。しかしながらこの方法ではモータ部の構造を大幅に変更する必要があり、３速化を実現するには高コストとなる。
【００１０】
本発明の目的は、スプール部材を中間位置で高精度に位置決めし、低コストで３速化を実現することができる可変容量型油圧モータを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持される当接部材（１０６）と、
当接部材（１０６）を、スプール部材（６３）の軸線方向他方側から一方側に向かう方向へ、ばね付勢するプリロードばね（１０５）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接部材（１０６）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する係止部材（１０３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、係止部材（１０３）によって係止位置に係止される当接部材（１０６）に当接し、当接部材（１０６）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータである。
【００１２】
本発明に従えば、スリーブおよびスプール部材の相対位置によって開閉する容量制御弁によって、モータ部の斜板を傾転駆動する圧油の供給および供給停止が制御され、斜板が傾転駆動されてモータ部のモータ容量が変更される。スリーブは、フィードバックレバーによって斜板に連結されて、斜板の傾転角度に応じた位置に配置され、スプール部材は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する。したがってモータ容量は、スプール部材の変位に応じて変化し、スプール部材の位置によって決められるので、パイロット圧力に応じて決定される。
スプール部材の移動経路に臨んで当接部材が配置され、この当接部材は軸線方向一方側へ、プリロードばねによってばね付勢されているとともに、予め定められる係止位置で、係止部材によって係止される。スプール部材にパイロット圧力を与えていない場合には、スプール部材は、第１位置にある。パイロット圧力を増加し、スプール部材を第１位置から他方側へ第２位置に向けて移動させると、第１位置と第２位置との中間位置で、スプール部材は前記当接部材に当接する。当接部材は軸線方向一方側へばね付勢されているので、スプール部材を軸線方向他方側へ移動させるパイロット圧力が、前記当接部材へのばね付勢力を上まわるまで、スプール部材は当接部材によって位置決めされる。したがって、電磁比例制御弁によるパイロット圧力にばらつきが生じたとしても、スプール部材は当接部材によって正確に位置決めされ、これによってモータ容量を所定の中間値に高精度に保つことができる。
【００１３】
モータ容量をさらに小さくするには、パイロット圧力をさらに増加させて、スプール部材を当接部材へのばね付勢力に抗して軸線方向他方側へ変位させる。これによってスプール部材は当接部材とともに軸線方向他方側へ変位してモータ容量を低下させることができ、第２位置に達したときモータ容量は最小となる。またプリロードばねを用いることによって、低コストで容易に当接部材を軸線方向一方側へ付勢する構成を実現することができる。
【００１４】
このように本発明では、既存の油圧モータに対してスプール部材に当接する当接部材を追加するだけで、モータ容量の中間域を高精度に保持することが可能となり、油圧モータの構造を大きく変更することなく、低コストで油圧モータの３速化を実現することができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向他方側に臨む受圧面を有し、受圧面に作用する油圧によって軸線方向一方側へ圧力付勢される当接ピストン（１４４）と、
当接ピストン（１４４）に油圧を作用させる作用状態と、油圧を作用させない非作用状態とに油の流路を切換える切換弁（１３３）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接ピストン（１４４）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する中間位置調整部材（１４３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、中間位置調整部材（１４３）によって係止位置に係止される当接ピストン（１４４）に当接し、当接ピストン（１４４）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータである。
【００１６】
本発明に従えば、スリーブおよびスプール部材の相対位置によって開閉する容量制御弁によって、モータ部の斜板を傾転駆動する圧油の供給および供給停止が制御され、斜板が傾転駆動されてモータ部のモータ容量が変更される。スリーブは、フィードバックレバーによって斜板に連結されて、斜板の傾転角度に応じた位置に配置され、スプール部材は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する。したがってモータ容量は、スプール部材の変位に応じて変化し、スプール部材の位置によって決められるので、パイロット圧力に応じて決定される。
スプール部材の移動経路に臨んで当接ピストンが配置され、この当接ピストンは軸線方向他方側に臨む受圧面を有し、受圧面に作用する油圧によって軸線方向一方側へ圧力付勢されているとともに、予め定められる係止位置で、係止部材によって係止される。また切換弁が設けられ、この切換弁によって、当接ピストンに油圧を作用させる作用状態と、油圧を作用させない非作用状態とに油の流路が切換えられる。切換弁が作用状態にあるとき、当接部材に圧油が作用し、当接部材は軸線方向一方側へ圧力付勢されて係止位置で中間位置調整部材に係止される。切換弁を非作用状態に切換えると、当接部材に作用する圧油が解除され、中間位置調整部材は、軸線方向他方側へ変位することができる。
【００１７】
スプール部材にパイロット圧力を与えていない場合には、スプール部材は、第１位置にある。切換弁が作用状態にあるときに、パイロット圧力を増加し、スプール部材を第１位置から他方側へ第２位置に向けて移動させると、第１位置と第２位置との中間位置で、スプール部材は前記当接スプールに当接する。当接スプールは軸線方向一方側へ圧力付勢されているので、スプール部材は当接スプールに当接して位置決めされる。したがって、電磁比例制御弁によるパイロット圧力にばらつきが生じたとしても、スプール部材は当接部材によって正確に位置決めされ、これによってモータ容量を所定の中間値に高精度に保つことができる。
モータ容量をさらに小さくするには、切換弁を非作用状態に切換えると、当接ピストンに作用する圧油が解除され、当接ピストンによる位置決めが解除されるので、パイロット圧力をさらに増加させて、スプール部材を軸線方向他方側へ変位させることができる。これによってスプール部材は当接ピストンとともに軸線方向他方側へ変位してモータ容量を低下させることができ、第２位置に達したときモータ容量は最小となる。このようにして当接ピストンに作用する圧油とこの圧油の流路を切換える切換弁とによってスプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。
【００１８】
このように本発明では、既存の油圧モータに対してスプール部材に当接する当接部材を追加するだけで、モータ容量の中間域を高精度に保持することが可能となり、油圧モータの構造を大きく変更することなく、低コストで油圧モータの３速化を実現することができる。
【００１９】
請求項３に記載の本発明の前記係止位置は、軸線方向に調整可能であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、当接部材を係止する係止位置が軸線方向に調整可能であるので、これによってスプール部材の中間の停止位置も調整可能となる。すなわち、油圧モータを３速にしたとき、中間の２速のときの回転速度を任意に設定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である可変容量型油圧モータ３０の構成を示す断面図であり、図２は油圧モータ３０の油圧回路図である。油圧モータ３０はモータ部３１と、モータ部３１の上部に装着されるレギュレータ部３２とこのレギュレータ部３２の側方に装着される側部ブロック部３３とから構成され、斜板式ピストンモータである。
【００２５】
モータ部３１は回転軸３６と、回転軸３６を回転自在に軸支するモータケーシング３５と、回転軸３６にスプライン結合され、モータケーシング３５内で回転軸３６と一体に回転するシリンダブロック３７と、モータケーシング３５の後方（図１の右方）に装着されるブレーキ部４５とを含んで構成される。シリンダブロック３７には回転軸３６まわりに複数個のピストン挿入孔が回転軸３６に平行に形成され、各ピストン挿入孔にピストン３９がそれぞれ装脱自在に挿入される。シリンダブロック３５の前方（図１の左方）には回転軸３６の軸線に垂直な傾転軸線まわりに傾転可能にモータケーシング３５に支持される斜板３８が設けられる。シリンダブロック３７から突出するピストン３９の先端部にはそれぞれシュー４０が回動自在に装着され、各シューは押え板４３およびリテーナ４４を介して斜板３８に押付けられ、斜板３８上を回転軸３６まわりに滑動する。またシリンダブロック３７の後部には回転軸３６の軸線まわりの回転が阻止された状態で弁板４８が装着される。弁板４８には図１の紙面の奥側で半円弧状に開口する第１弁孔（図示せず）と図１の紙面の手前側で半円弧状に開口する第２弁孔（図示せず）とが形成される。
【００２６】
図２に示されるように油圧ポンプ４２から切換弁４１を介して油圧モータ３０の第１ポート４６に油を供給すると、弁板４８の前記第１弁孔を介してシリンダブロック３７の図１における紙面奥側に配置されるピストン挿入孔に油が供給され、各ピストン３９は前方（図１の左方）に押出される。ピストン３９が前方に押出されるとシュー４０が斜板３８上を滑動しながら下方に移行し、これによってシリンダブロック３７は図１の左方から見て反時計まわりに回転する。図１の紙面の手前側に配置されるピストン３９はシリンダブロック３７の回転に伴ってピストン挿入孔に押戻される。これによって弁板４８の第２弁孔および油圧モータ３０の第２ポート４７を介して油が排出され、タンク４９に戻される。
【００２７】
前記切換弁４１を切換え、逆に第２ポート４７から油を供給すると回転軸３６は図１の左方から見て時計まわりに回転し、第１ポート４６から油が排出される。
【００２８】
斜板３８の上端部には傾転ピストン５１，５２が連結される。傾転ピストン５１，５２の前端部には小径の傾転ピストン５１が回動自在に連結され、この小径の傾転ピストン５１はモータケーシング３５に形成される小径室５３に、回転軸３６に平行な軸線方向に変位自在に挿入される。傾転ピストン５１，５２の後部には前記小径の傾転ピストン５１よりも大径の傾転ピストン５２が回動自在に装着され、この大径の傾転ピストン５２はモータケーシング３５に形成される大径室５４に回転軸３６の軸線方向に平行に変位自在に装着される。したがって、小径室５３に導入される圧油と大径室５４に導入される圧油の差圧によって傾転ピストン５１，５２は前後に移動し、これに伴って斜板３８の傾転角度が変化する。傾転ピストン５１，５２が前方に変位すると、斜板３８の傾転角度が小さくなり、これによって油圧モータ３０のモータ容量が減少し、逆に傾転ピストン５１，５２が後方に変位すると斜板３８の傾転角度が大きくなり、油圧モータ３０のモータ容量が増大する。この傾転ピストン５１，５２はレギュレータ部３２に設けられる容量制御弁５５および馬力制御弁７０によって制御される。
【００２９】
次に図２を参照して容量制御弁５５および馬力制御弁７０の機能について説明する。容量制御弁５５はスリーブ６０とスプール部材６３とを有し、スプール部材６３はスリーブ６０に挿嵌され、軸線Ｌ方向に変位自在に支持されるスプール６１と、スプール６１の軸線Ｌ方向一方Ａ（図１，２の左方）側から押圧する押圧ピストン６２と、スプール６１の軸線Ｌ方向他方Ｂ（図１，２の右方）側に設けられるばね座１０８とから成り、ばね座１０８の他方Ｂ側に設けられるばね６４によってスプール６１は軸線Ｌ方向一方Ａ側へばね付勢されている。押圧ピストン６２の一方Ａ側端面は、一方Ａ側に臨む受圧面であり、作用する圧油によってスプール６１を他方Ｂ側へ押圧する。レギュレータ部３２のレギュレータポート９１にはパイロットポンプ９０からパイロット１次圧Ｐｉ１が入力され、電磁比例制御弁６５を介して押圧ピストン６２の受圧面にパイロット２次圧Ｐｉ２を作用させる。
【００３０】
馬力制御弁７０はスプール６６とこのスプール６６を一方Ａ側から押圧する段付の押圧ピストン６７とから構成される。スプール６６の他方Ｂ側にはばね６８が設けられ、これによってスプール６６は一方Ａ側にばね付勢されている。
【００３１】
チェック弁を介して油圧モータ３０の第１ポート４６に連なる第１油路７４は馬力制御弁７０、馬力制御弁７０の押圧ピストン６７の一方側の室７３、および傾転ピストン５０の小径室５３に連なる。油圧モータ３０の第２ポート４７に連なる第２油路７５は馬力制御弁７０の押圧ピストン６７の他方側の室７２に連なる。また馬力制御弁７０と容量制御弁５５とは第３油路７６を介して連なり、容量制御弁５５は第４油路７７を介して傾転ピストン５２の大径室５４に連なる。また、容量制御弁５５のスリーブ６０と斜板３８とはフィードバックレバー７１によって連結され、このフィードバックレバー７１は中間部が支点８５によって揺動支持される。
【００３２】
図１および図２に示す状態では容量制御弁５５にはパイロット２次圧Ｐｉ２が作用せず、これによってスプール６１はばね６４のばね力によって軸線方向一方Ａ側に変位しており、またスリーブ６０も軸線方向一方Ａ側にあり、スリーブ６０とスプール６１との間の通路は遮断されている。すなわち、傾転ピストン５２の大径室５４には圧油が作用せず、タンク４９に連通している。これに対して傾転ピストン５１の小径室５３には第１油路７４を介して油圧ポンプ４２から圧油が導かれ、傾転ピストン５１，５２は最も他方Ｂ側に変位している。スリーブ６０と斜板３８とはフィードバックレバー７１を介して連結されているので、前述したようにスリーブ６０は最も一方Ａ側に位置している。
【００３３】
一方、馬力制御弁７０はばね６８によって一方Ａ側へばね付勢されており、第１油路７４と第３油路７６とが連通し、容量制御弁５５に圧油を導いている。
【００３４】
電磁比例制御弁６５によって押圧ピストン６２に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を増加させるとばね６４のばね力に抗して押圧ピストン６２がスプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ変位させる。するとスリーブ６０とスプール６６との間の通路が開口し、第３油路７６と第４油路７７とが連通して傾転ピストン５２の大径室５４に第１油路７４からの圧油が導かれる。小径室５３にも第１油路７４からの圧油が導かれているが、大径の傾転ピストン５２と小径の傾転ピストン５１の受圧面積の差により傾転ピストン５１，５２は一方Ａ側に変位する。これによって斜板３８の傾転角度が減少し、モータ容量が低減する。傾転ピストン５１，５２の一方Ａ側への変位によってフィードバックレバー７１を介して容量制御弁５５のスリーブ６０もスプール６１に追従して他方Ｂ側へ変位する。これによってスリーブ６０とスプール６１との間に形成されていた通路が再び遮断され、傾転ピストン５２の大径室５４に圧油が導かれなくなり、傾転ピストン５０の変位が停止する。このようにして斜板３８の傾転角度が小さくなり、モータ容量が低下した位置で斜板３８は停止する。このようにして油圧モータ３０の回転軸３６の回転速度が速くなる。
【００３５】
前述と逆に電磁比例制御弁６５によって容量制御弁５５の押圧ピストン６２に作用するパイロット２次圧Ｐｉ２を低下させると、スプール６１はばね６４のばね力によって軸線Ｌ方向一方Ａ側へ変位した位置に停止し、これによって傾転ピストン５１，５２は他方Ｂ側に変位してモータ容量が増加し、回転速度が低下する。このようにして電磁比例制御弁６５によって油圧モータ３０のモータ容量を制御し、回転速度を制御することができる。
【００３６】
油圧モータ３０に供給される油の供給量は常に一定であるので、モータ容量を低下させると回転軸３６の回転速度は速くなるが、回転トルクは低下する。パイロット２次圧を増加し、高速で回転させたときに油圧モータ３０に高負荷が作用した場合には、第１油路７４内の圧力が高圧となり、馬力制御弁７０の押圧ピストン６７がばね６８のばね力に抗してスプール６６を他方Ｂ側へ押圧する。すると第３油路７６がタンク４９に連通して大径室５４内の圧油が抜かれる。これによって傾転ピストン５１，５２が他方Ｂ側に変位してモータ容量を増大して回転速度が低下し、回転トルクが増加する。このようにして馬力を一定に保った状態で油圧モータ３０が保護される。図２では、モータ片側のポートが高圧になったときのみ上述の作動が可能であるが、チェック弁９８の組合せにより、本図と反対のポート（第２ポート４７）が高圧時や両ポートの高圧を選択させて差動させることも可能である。
【００３７】
図３は図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であり、図５は図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。レギュレータ部３２はレギュレータケーシング１００に馬力制御弁７０、容量制御弁５５および電磁比例制御弁６５が組付けられており、このレギュレータ部３２の側方に側部ブロック部３３が取付けられる。レギュレータケーシング１００には容量制御弁５５のスリーブ６０が挿入されるスリーブ挿入孔１０１が軸線Ｌ方向に貫通して形成され、側部ブロック部３３には前記スリーブ挿入孔１０１が同軸となるように貫通孔１０２が形成される。
【００３８】
スリーブ６０に挿嵌されるスプール６１がその軸線Ｌ方向に変位自在にスリーブ６０に支持され、スリーブ６０がスリーブ挿入孔１０１に前記軸線Ｌ方向に変位自在に嵌まり込む。このスリーブ挿入孔１０１の他方Ｂ側の開口はカバー１１２によって塞がれ、側部ブロック部３３の貫通孔１０２の一方Ａ側の開口はカバー１１１によって塞がれる。
【００３９】
レギュレータ部３２のスリーブ挿入孔１０１の軸線Ｌ方向一方Ａ側端部にはピストン支持部材１０４が装着され、このピストン支持部材１０４に押圧ピストン６２が軸線Ｌ方向に変位自在に支持される。側部ブロック部３３の貫通孔１０２にはプリロードばね１０５、当接部材１０６および中間位置調整部材１０３から成る中間位置規定手段８０が設けられる。押圧ピストン６２は軸線方向一方Ａ側端部で拡径する頭部６２ａを有する。当接部材１０６は環状であり、押圧ピストン６２に嵌まり込み、スプール部材６３の一部である押圧ピストン６２の頭部６２ａの移動経路に臨んで配置され、他方Ｂ側へ移動する頭部６２ａに当接する。この当接部材１０６とピストン支持部材１０４との間に圧縮コイルばねから成るプリロードばね１０５が介在される。中間位置調整部材１０３は有底短円筒状であり、貫通孔１０２に軸線Ｌ方向に変位可能に装着される。この中間位置調整部材１０３の他方Ｂ側端部に当接部材１０６が係止され、当接部材１０６がこの係止位置よりも軸線Ｌ方向一方Ａ側へ変位することを阻止する。カバー１１１には外方からボルト１１３が軸線Ｌに同軸に螺着され、ボルト１１３は中間位置調整部材１０３の底部に当接する。このボルト１１３を螺進または螺退させることによって中間位置調整部材１０３の装着位置を軸線Ｌ方向に調整することができる。前記押圧ピストン６２の頭部６２ａは中間位置調整部材１０３に嵌まり込み、この頭部６２ａと中間位置調整部材１０３の底部との間の空間がピストン室１１０となり、このピストン室１１０内の圧力に応じて押圧ピストン６２はスプール６１を押圧する。
【００４０】
スリーブ挿入孔１０１の軸線方向他方Ｂ側にはばね座１０８、圧縮コイルばねから成るばね６４、および略円柱状のストッパ８１が設けられ、このばね６４はばね座１０８を介してスプール６１を軸線方向一方Ａ側へばね付勢する。
【００４１】
レギュレータ部３２のレギュレータポート９１にはパイロットポンプ９０からパイロット１次圧力Ｐｉ１が導かれ、電磁比例制御弁６５を介して前記ピストン室１１０に、パイロット２次圧力Ｐｉ２が作用する。電磁比例制御弁６５はオペレータの操作量に応じた電流値に比例してパイロット２次圧力Ｐｉ２を発生する。
【００４２】
ピストン室１１０にパイロット２次圧Ｐｉ２が作用しない状態ではスプール６１はばね６４のばね力によって軸線方向一方Ａ側へばね付勢され、スプール６１の軸線方向一方Ａ側端面６１ａがピストン支持部材１０４の他方Ｂ側の端面である第１ストッパ１０７に当接支持され、スプール部材６３は第１位置に位置決めされる。このときモータ容量は最大となっている。この状態からパイロット２次圧力Ｐｉ２が上昇すると押圧ピストン６２の頭部６２ａにパイロット２次圧力Ｐｉ２が作用して押圧ピストン６２はばね６４のばね力に抗してスプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ押圧し、スプール部材６３が軸線方向他方Ｂ側へ変位する。
【００４３】
ピストン支持部材１０４とばね座１０６との間に介在されるプリロードばね１０５は中間位置調整部材１０３によって予め圧縮された状態にある。パイロット２次圧力Ｐｉ２が増加し、押圧ピストン６２の頭部６２ａが当接部材１０６に達すると、押圧ピストン６２には予め圧縮されていたばね１０５のばね力が作用する。したがって、パイロット２次圧力Ｐｉ２が押圧ピストン６２を変位させる力が、プリロードばね１０５およびばね６４のばね力に打ち勝つまで押圧ピストン６２は変位しない。したがって、当接部材１０６に押圧ピストン６２の頭部６２ａが充分に当接するだけのパイロット２次圧Ｐｉ２を電磁比例制御弁６５で与えることによって、パイロット２次圧力Ｐｉ２のばらつきにかかわらず押圧ピストン６２は変位せず、スプール部材６３の押圧ピストン６２の頭部６２ａが、係止位置に係止される当接部材１０８に当接した中間位置にスプール部材６３を高精度に位置決めすることができる。
【００４４】
さらにパイロット２次圧力Ｐｉ２を増加させ、パイロット２次圧力Ｐｉ２が押圧ピストン６２を変位させる力がプリロードばね１０５およびばね６４のばね力を上回ると、スプール６１は軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位しはじめる。スプール６１他方Ｂ側に設けられるばね座１０８がストッパ８１に当接するとスプール６１の変位が停止する。このようにしてスプール６１は第２位置に位置決めされ、このときモータ容量は最小となる。
【００４５】
図６はモータ容量とパイロット２次圧力Ｐｉ２と電磁比例制御弁６５の電流値との関係を示すグラフであり、参照符１２０がパイロット２次圧力Ｐｉ２と電流値との関係を示すグラフであり、参照符１２１がパイロット２次圧力Ｐｉ２とモータ容量との関係を示すグラフである。参照符１２０で示すように電磁比例制御弁６５はオペレータによって入力される電流値に比例してパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加する。また参照符１２１で示すようにモータ容量はパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加するにつれて減少するが、前述したように、スプール部材６３が当接部材１０８に当接する場合にはパイロット２次圧力Ｐｉ２にかかわらずスプール部材６３は中間位置に保持されるので、参照符１２２で示す領域ではモータ容量が一定となる。したがってこの領域１２２の範囲内でのパイロット２次圧力Ｐｉ２の変動ではモータ容量が変化せず、いわば領域１２２は不感帯となる。またこの領域１２２に対応する電流値の領域１２３内での電流値のばらつきではモータ容量は変動しない。したがって、領域１２３のほぼ中央となる値に電流値を保持することによってモータ容量は所定の中間値で一定となり、領域１２３内での電流値の変動や領域１２２内でのパイロット２次圧力Ｐｉ２の変動ではモータ容量は変動せず、中間値に一定に保たれる。このようにして電磁比例制御弁６５に入力する電流値のばらつきや容量制御弁５５の寸法誤差によるばらつきなどにかかわらず、モータ容量を中間値に高精度に保持することができる。
【００４６】
前記モータ容量の予め定める中間値は当接部材１０６が係止される位置によって決定され、この位置は中間位置調整部材１０３によって決定される。したがって、カバー１１１に螺着するボルト１１３を螺進または螺退させて中間値調整部材１０３の軸線Ｌ方向の位置を調整することによってモータ容量の中間値を調整することができる。また、モータ容量が最小となる第２位置はストッパ８１の軸線Ｌ方向の位置によって決定され、ストッパ８１はカバー１１２に螺着されるボルト１１５を螺進または螺退させることによって調整することができる。
【００４７】
このように本実施形態では既存の油圧モータの側部ブロック部に代えて、中間位置規定手段８０を備える側部ブロック部３３を装着するだけで、スプール部材６３を中間位置に保持することができる。したがって、従来技術のように油圧モータの構造を大きく変更する必要がなく、側部ブロック部３３の部品を交換するだけでよく、低コストで容易に油圧モータを３速化することができる。
【００４８】
図７は本発明の他の実施形態の油圧モータのレギュレータ部１３０の構成を示す断面図である。なお本実施形態のモータ部は図１に示すモータ部３１と同様の構成であるものとし、説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では側部ブロック部１３１は従来の側部ブロック部と同様であり、レギュレータ部１３０の構成が異なる。すなわちスリーブ挿入孔１０１の軸線方向他方Ｂ側には中間位置調整部材１４３、当接ピストン１４４およびプラグ１４２を有する中間位置規定手段１４６が設けられる。中間位置調整部材１４３は略有底短円筒状であり、底部を一方Ａ側に向けてスリーブ装着孔１０１に装着される。当接ピストン１４４は中間位置調整部材１４３の底部に形成される挿通孔に軸線Ｌ方向に変位自在に挿通され、他方Ｂ側端部が拡径して頭部１４５が形成され、一方Ａ側の端部がスプール部材６３のばね座１０８の移動経路に臨んで配置される。当接ピストン１４４はプラグ１４２によって塞がれ、プラグ１４２と当接ピストン１４４の頭部１４５との間にピストン室１４１が形成される。パイロットポンプ９０からのパイロット１次圧Ｐｉ１は第１レギュレータポート９１に導かれるとともに、切換弁１３３を介して第２レギュレータポート１３４に導かれ、さらに前記ピストン室１４１に導かれる。このピストン室１４１内の圧力が当接ピストン１４４の頭部１４５に作用して当接ピストン１４４は軸線Ｌ方向一方Ａ側へ圧力付勢される。これによって当接ピストン１４４は、先端部をばね座１０８に対向させた状態で、頭部１４５が中間位置調整部材１４３の底部に係止され、この係止位置よりも一方Ａ側への変位が阻止されている。
【００５０】
またスリーブ挿入孔１０１の一方Ａ側に装着されるピストン支持部材１０４には従来と同様に押圧ピストン１５０が軸線Ｌ方向に変位自在に装着され、この押圧ピストン１５０の一方Ａ側端面の受圧面にパイロット２次圧力Ｐｉ２が作用する。パイロット２次圧力Ｐｉ２が作用しない状態ではばね６４のばね力によってスプール６１は軸線Ｌ方向一方Ａ側にばね付勢され、スプール６１の一方Ａ側端面６１ａがピストン支持部材１０４の他方Ｂ側の端面である第１ストッパ１０７に当接支持され、スプール６１は第１位置に位置決めされている。このときモータ容量は最大となっている。
【００５１】
オペレータの操作によってパイロット２次圧力Ｐｉ２が増加すると押圧ピストン１５０はばね６０のばね力に抗してスプール６１を軸線Ｌ方向他方Ｂへ変位させる。ばね座１０８が当接ピストン１４４の先端である中間ストッパ１４７に当接すると、スプール６１にはばね６４のばね力とともに一方Ａ側へ圧力付勢される当接ピストン１４４からの力が作用して停止する。第１レギュレータポート９１と第２レギュレータポート１３４にはどちらもパイロットポンプ９０からパイロット１次圧力Ｐｉ１が導かれているので、電磁比例制御弁１７を全開にし、パイロット２次圧をパイロット１次圧になるまで上げた場合、スプール６１の一方Ａ側の押圧ピストン１５０に作用する圧力と他方Ｂ側の当接ピストン１４４に作用する圧力が等しくなるが、押圧ピストン１５０の受圧面積よりも当接ピストン１４４の頭部１４５の受圧面積の方が大きいので、押圧ピストン１５０が一方Ｂ側へ押圧する力より当接ピストン１４４が他方Ａ側へ押圧する力の方が大きくなる。したがって、スプール部材６３のばね座１０８が当接ピストン１４４に当接するのに充分に大きなパイロット２次圧力Ｐｉ２を押圧ピストン１５０に作用することによって、当接ピストン１４４の先端の中間ストッパ１４７にばね座１０８が当接する中間位置にスプール部材６３を高精度に保持することができる。
【００５２】
この状態からスプール６１をさらに軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位させるには切換弁１３３を切換え、ピストン室１４１とタンク４９とを連通させて当接ピストン１４４にパイロット１次圧力Ｐｉ１を作用させなくする。これによって当接ピストン１４４は軸線Ｌ方向他方Ｂ側へ変位可能となり、スプール部材６３は当接ピストン１４４の頭部１４５がプラグ１４２に当接する第２位置まで変位することができる。
【００５３】
このような構成によってスプール６１を中間位置に高精度に位置決めすることが可能となる。またスプール挿入孔１０１に装着される中間位置調整部材１４３に外側から螺着される係止リング１４９を螺進または螺退させて中間位置調整部材１４３の装着位置を軸線Ｌ方向に調整することによって、当接ピストン１４４の係止位置を軸線Ｌ方向に調整し、これによってスプール部材６３の中間位置を調整することができる。
【００５４】
このように本実施形態では、既存の油圧モータのレギュレータ部に代えて、中間位置規定手段１４６を備えるレギュレータ部１３０を取付けることによって容易にスプール部材６３を中間位置に高精度に保持し、低コストで油圧モータの３速化を実現することが可能となる。
【００５５】
また本発明の実施の形態さらに他の形態として、スプール部材６３の一方Ａ側に図３に示す中間位置規定手段８０を設け、他方Ｂ側に図７に示す中間位置規定手段１４６を設ける構成としてもよい。すなわち、中間位置規定手段８０の当接部材１０６が、スプール６１の一方Ａ側で押圧ピストン６２の移動経路に臨んで係止され、中間位置規定手段１４６の当接ピストン１４４が、スプール６１の他方Ｂ側で、ばね座１０８の移動経路に臨んで係止され、スプール部材６３が第１位置から他方Ｂ側に移動するとき、まず当接部材１０６に当接して第１の中間位置に位置決めされ、さらに他方Ｂ側に変位して当接ピストン１４４に当接して第２の中間位置に位置決めされる。このようにして、スプール部材６３は軸線Ｌ方向に異なる２つの中間位置で高精度に位置決めすることができ、油圧モータを４速化することができる。
【００５６】
またさらに他の実施形態として、スプール６１の両側にばねを用いる中間位置規定手段８０を設けることによって油圧モータを４速化してもよく、またさらにスプール６１の両側に油圧を用いる中間位置規定手段１４６を設けて油圧モータを４速化してもよい。
【００５７】
上述した各実施形態ではスプール部材６３はスプール６１と、スプール６１の一方Ａ側に設けられ、スプール６１を軸線方向他方Ｂ側へ押圧する押圧ピストン６２または１５０と、スプール６１の他方Ｂ側に設けられ、ばね６４のばね力をスプール６１に伝達するばね座１０８との３つの部材から構成される形態としたが、スプール部材はこのような構成に限らず、スプール６１の一方Ａ側端面が受圧面となり、他方Ｂ側端面がばね座となり、一つの部材から成る構成であってもよい。
【００５８】
また上述した各実施形態ではモータ部３１は斜板式油圧モータとしたが、斜軸式油圧モータであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、軸線方向他方側へ変位するスプール部材の中間域でスプール部材に当接する当接部材を設け、プリロードばねを用いて当接部材をばね付勢することによって、スプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。これによって従来の構成を大幅に変更することなく、低コストでユーザの要求に応じて油圧モータの３速化を実現することが可能となる。またばねを用いることによって、容易に当接部材を付勢する構成を実現することができる。
【００６０】
請求項２記載の本発明によれば、軸線方向他方側へ変位するスプール部材の中間域でスプール部材に当接する当接ピストンを設け、当接ピストンを圧力付勢することによって、スプール部材を中間位置に高精度に位置決めすることができる。これによって従来の構成を大幅に変更することなく、低コストでユーザの要求に応じて油圧モータの３速化を実現することが可能となる。また当接ピストンを圧力付勢するにあたって、当接ピストンに作用させる圧油を、切換弁によって切換える構成とし、容易に当接ピストンの圧力付勢および付勢の解除を切換えることができる。
【００６２】
請求項３記載の本発明によれば、係止部材の係止位置を軸線方向に調整することによって、中間域でのスプール部材の停止位置である中間位置を調節することができる。すなわち、３速化したときの油圧モータの２速の回転速度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である油圧モータ３０の構成を示す断面図である。
【図２】油圧モータ３０の油圧回路図である。
【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】パイロット２次圧力Ｐｉ２とモータ容量と電磁比例制御弁４７の電流値との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態の油圧モータのレギュレータ部１３０の構成を示す断面図である。
【図８】従来の油圧モータ１の構成を示す断面図である。
【図９】従来の油圧モータのレギュレータ部３の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
３０ 油圧モータ
３１ モータ部
３２，１３０ レギュレータ部
３３，１３１ 側部ブロック部
３８ 斜板
５１，５２ 傾転ピストン
５５ 容量制御弁
６０ スリーブ
６１ スプール
６２ 押圧ピストン
６３ スプール部材
６４ ばね
６５ 電磁比例制御弁
７０ 電気制御弁
８０，１４６ 中間位置規定手段
１０３，１４３ 中間位置調整部材
１０５ プリロードばね
１０６ 当接部材
１３３ 切換弁
１４４ 当接ピストン
Claims (3)
- 斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持される当接部材（１０６）と、
当接部材（１０６）を、スプール部材（６３）の軸線方向他方側から一方側に向かう方向へ、ばね付勢するプリロードばね（１０５）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接部材（１０６）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する係止部材（１０３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、係止部材（１０３）によって係止位置に係止される当接部材（１０６）に当接し、当接部材（１０６）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータ。 - 斜板（３８）を有し、斜板（３８）の傾転角度に応じてモータ容量を変化させるモータ部３１と、
スリーブ（６０）、およびスリーブ（６０）に挿嵌されて軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向一方側に臨む受圧面を有し、軸線方向他方側からばね付勢されるスプール部材（６３）を有し、スリーブ（６０）とスプール部材（６３）との相対位置によって開閉して、斜板３８を傾転駆動する圧油の供給および供給停止を制御する容量制御弁（５５）とを備え、
スリーブ（６０）は、軸線方向に変位自在に設けられ、フィードバックレバー（７１）によって斜板（３８）に連結されて、斜板（３８）の傾転角度に応じた位置に配置され、
スプール部材（６３）は、受圧面に作用するパイロット圧力に応じて、軸線方向一方側の第１位置と軸線方向他方側の第２位置との間で変位する油圧モータ（３０）において、
前記容量制御弁（５５）は、
スプール部材（６３）の移動経路に臨み、スプール部材（６３）の軸線方向に変位自在に支持され、軸線方向他方側に臨む受圧面を有し、受圧面に作用する油圧によって軸線方向一方側へ圧力付勢される当接ピストン（１４４）と、
当接ピストン（１４４）に油圧を作用させる作用状態と、油圧を作用させない非作用状態とに油の流路を切換える切換弁（１３３）と、
スプール部材（６３）の移動経路上の予め定める係止位置で、当接ピストン（１４４）をスプール部材（６３）の軸線方向一方側から係止する中間位置調整部材（１４３）とを含み、
スプール部材（６３）は、第１位置から第２位置に向けて変位するとき、第１位置と第２位置との間の中間位置で、中間位置調整部材（１４３）によって係止位置に係止される当接ピストン（１４４）に当接し、当接ピストン（１４４）によって軸線方向他方側から支持されることを特徴とする可変容量型油圧モータ。 - 前記係止位置は、軸線方向に調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量型油圧モータ。
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| JP2000244772A JP3668418B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 可変容量型油圧モータ |
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- 2000-08-11 JP JP2000244772A patent/JP3668418B2/ja not_active Expired - Lifetime
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