JP3730839B2 - ブレーキ装置付き油圧モータ組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ装置付き油圧モータ組立体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧モータは、各種土木建設機械、例えば移動式クレーンやトラッククレーンの旋回又は走行用モータとして広く用いられている。この種の油圧モータとしては、公知のように、通常は固定されたリング状の内歯付き部材（以下、「リング」という場合がある）内で星形の外歯付き部材（以下、「スター」という場合がある）が遊星運動又は自公転運動を行うようになった内接形歯車モータ部又は歯付き部材変位機構部を備えるものが代表的である。かかる形式の油圧モータは、小型でありながら大出力トルクを得ることができるので有利である。周知のように、かかる機構では、スターの外歯の歯数がリングの内歯の歯数よりも１だけ少なく、スターの外歯がリングの内歯溝を転がる（公転）ようになっており、そしてスターの公転１回転毎に外歯が１枚進み、スターがリング内でその分だけ回転するようになっている（自転）。リング状内歯付き部材内における星形外歯付き部材の自公転運動は、歯付き部材変位機構部と関連して設けられたポートプレートを含む弁装置を利用して、内歯付き部材の内歯と外歯付き部材の外歯との間に形成される複数の体積室に高圧油側と油リザーバのような低圧油側を切換え連結することにより達成される。かかる形式の油圧モータ組立体は更に、一端部が、ハウジング内で回転自在に支持された出力シャフトにトルク伝達関係で連結されると共に他端部が外歯付き部材の対応の中央孔にこれと一緒に回転するようスプライン連結されたドライブシャフトを有している。かかる油圧モータでは、外歯付き部材の自公転運動のうち自転運動、即ちトルクだけをドライブシャフトを介して出力シャフトに伝達するようになっている。
【０００３】
ところで、かかる油圧モータは、その出力シャフトに作動的に連結された負荷、例えばクレーンの上部旋回体が、或る状況、例えばクレーンを搭載した車両の坂道走行中、自重又は外力によって不用意に旋回することのないよう機械式ブレーキ装置を備えるものがある。
【０００４】
かかる機械式ブレーキ装置の一形式として、当業者には良く知られている湿式ディスクブレーキがあり、かかるブレーキ装置は、ブレーキカバーで構成されるシリンダ室内に設けられていて、常態ではバネ付勢力により油圧モータのドライブシャフトに押しつけられ、その回転、かくしてこれに作動的に連結されているクレーン上部旋回体の不用意な回転を阻止するようになった制動ディスクを含む。ブレーキ装置のブレーキカバーは、油圧モータ本体のハウジングに対して固定されている。
【０００５】
別形式の機械式ブレーキ装置として、油圧モータ本体のハウジングに対して固定されたブレーキカバーで構成されるシリンダ室内に設けられていて、常態ではスプリング付勢力により、ドライブシャフトの端に設けられた穴内に係合するピストンピンを有するものがある。
【０００６】
上述のディスクブレーキ方式及びピンブレーキ方式では、ブレーキ装置と連携してシャトル弁が利用される場合がある。シャトル弁は通常、油圧モータの作動油入口ポート及び作動油出口ポートにそれぞれ連通したメインポート及び内蔵ボールの動作によりこれらメインポートのうち高圧側のポートと通じるようになったパイロットポートを有する。
【０００７】
操作レバーにより油圧モータを作動させて上部旋回体を回転駆動する際、シャトル弁のパイロットポートに連結されていて、油圧モータの外部に設けられたパイロット導管を経て機械式ブレーキ装置のシリンダ室内に圧油を供給し、バネの付勢力に抗して制動部材を離脱させてブレーキ装置を解除し、それにより油圧モータの作動を可能にする。油圧モータへの圧油供給を遮断してその作動を停止させると、機械式ブレーキ装置のシリンダ室内の作動油がドレンされ、その結果、スプリング付勢力により制動部材がその常態位置に復帰する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来型ブレーキ装置付き油圧モータ組立体では、シャトル弁及び関連のパイロット導管が油圧モータ本体の外部に設けられるので、油圧モータ全体の寸法が大きくなり、従って広い設置スペースが必要となり、かくして設計上の自由度が制限されていた。また、シャトル弁及び関連のパイロット導管を設けることにより、油圧モータの組立工程及び部品数が多くなりコスト高を招いていた。また、外部に露出したパイロット導管は、路上の障害物に当たって損傷する恐れがあり、安全上好ましくなかった。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題に鑑みて、コンパクトで安価なブレーキ装置付き油圧モータ組立体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高圧油側と低圧側に選択的に連結できる２つのポートを備えたハウジング、固定された内歯付き部材、該内歯付き部材内で遊星運動自在に設けられ、内歯と順次噛み合う外歯を備えた外歯付き部材及び内歯と外歯との間に形成される体積室を有する歯付き部材変位機構部、作動油入口ポートからの作動油を体積室に順次供給して外歯付き部材を内歯付き部材内で遊星運動させる手段、及び一端部がハウジング内で回転自在に支持された出力手段にトルク伝達関係で連結されると共に他端部が外歯付き部材の対応の中央孔にこれと一緒に回転するよう連結されていて、外歯付き部材の遊星運動を出力手段に伝達するドライブシャフトを含む油圧モータ本体と、ドライブシャフトの他端部に係合してドライブシャフトの回転を阻止するブレーキ作用を発揮できるブレーキ装置とから成る油圧モータ組立体において、ハウジングの２つのポートのそれぞれとブレーキ装置との間で油圧モータ組立体の内部を通って設けられていて、ポートの何れか一方に加わる高圧をパイロット圧としてブレーキ装置に導き、ブレーキ装置のブレーキ作用を解除する互いに別個のパイロット通路が設けられていることを特徴とする油圧モータ組立体を提供する。本発明により、シャトル弁及びかくしてこれと関連した配管が不要になり、かくして、従来技術と比較して、部品数が少なくなり、かくして組立費及び製造費が減少する。また、外部に露出して出っ張った部分が無いので、路上の障害物に引っ掛かることはなく、安全上好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、パイロット通路は各々、固定された内歯付き部材に設けられたそれぞれの貫通孔を含む。歯付き部材変位機構部がジローラ型のものであれば、各パイロット通路は、内歯付き部材の内歯を構成するローラの一つに設けられた貫通孔を含む。
【００１２】
好ましくは、ブレーキ装置は、油圧モータ本体のハウジングに取り付けられたブレーキカバーと、ブレーキカバーで構成されたシリンダ室内に設けられていて、常態ではシリンダ室内のスプリングによりドライブシャフトの他端部に係合するバネ押しされた制動部材とを有し、パイロット通路は、シリンダ室内へそれぞれ別々の箇所で開口し、シリンダ室内には、パイロット通路を互いに隔離するブレーキピストンが設けられており、圧油がパイロット通路のうち何れか一方に送られると、これに対応したパイロット通路を介してシリンダ室内に流入し、制動部材をそのスプリングに抗してドライブシャフトから離脱させるようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、油圧モータ本体の基本的構成に関し、例えば特開平７−４３４０号公報（特許２，８３９，０６３号）に記載された油圧モータ組立体と類似した本発明の油圧モータ組立体１０の概略縦断面図である。かかる油圧モータ組立体の基本的構成及び動作原理は当業者には周知なので、詳細な説明は不要であると思われる。しかしながら、もし必要ならば、かかる従来技術文献を参照されたい。以下の説明では、先ず最初に油圧モータの主要構成要素につき簡単に説明する。
【００１４】
油圧モータ組立体１０の油圧モータ本体はその主要構成要素として、軸受を介して出力シャフト１２を回転自在に支持したハウジング１４と、複数（図示の例では、７つ）の内歯を備えた内歯付き部材又はリング１６、リング１６内でこれに対して遊星運動、即ち自公転自在に設けられていて、図示の例では６つの外歯を備えた外歯付き部材又はスター１８及び内歯と外歯との間に形成される体積室１９（図３参照）で構成される内接歯車形モータ部又は歯付き部材変位機構部２０と、一端部２４ａが出力シャフト１２にトルク伝達関係で遊転自在に連結されると共に他端部２４ｂがスター１８の対応の中央孔２２にこれと一緒に回転するようスプライン連結されていて、当業者には理解されるようにスター１８の大きなトルクの自転運動だけを出力シャフトに伝達するようになったドライブシャフト２４とを有する。ハウジングから突出した出力シャフトの一端は、負荷（図示せず）に連結されている。図示のように、油圧モータ本体は、ハウジング１４と歯付き部材変位機構部２０との間に位置していて、作動油を体積室１９に順次供給してスター１８をリング１６内で自公転させるよう働くスペーサプレート又はポートプレート２６を更に有する。また、エンドキャップ２８が、ポートプレート２６と反対側の歯付き部材変位機構部２０の側部に隣接して配置された状態でハウジング１４にボルト止めされている。
【００１５】
図示の油圧モータ組立体１０は、ブレーキ装置３０を有し、該ブレーキ装置は、エンドキャップ２８に隣接した状態でこれにボルト止めされたブレーキカバー又はハウジング３２を有している。ブレーキカバー３２内にはシリンダ室３４が構成される。ピストンピンの形態の制動部材３６が、シリンダ室３４内に配置されている。制動部材３６は、常態ではスプリング３８の作用によりピストンピン３６がエンドキャップ２８の貫通孔４０を貫通してドライブシャフト２４の係合穴４２に嵌入し、偶発的なドライブシャフトの回転、かくして出力シャフトの回転を防止してこれに連結された負荷、例えば油圧クレーンの上部旋回体の不用意な旋回を防止している。制動部材３６に隣接してシリンダ室３４内には摺動自在にブレーキピストン４４が設けられており、これについては以下に詳細に説明する。なお、リング１６内でスター１８が公転するとき、ドライブシャフト２４の軸心、かくして係合穴４２の中心もスターの軸心と一致して公転する。かくして、エンドキャップ２８の貫通孔４０は、ドライブシャフト２４の係合穴４２の軌跡上の設定された位置に形成されていることは注目されるべきである。
【００１６】
図３で最もよく分かるように、図示の実施形態では歯付き部材変位機構部２０は、摩耗を減少させるために内歯としてローラ４４を用いた重荷重用の所謂「ジローラ型」のものであるが、「ジロータ型」と呼ばれる形式の歯付き部材変位機構部であってもよいことは理解されよう。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、ハウジング１４は、高圧油側（図示せず）と低圧油側（図示せず）に選択的に連結できる２つのポート４６，４８を備えている。図示のように、ポート４６は、ハウジング１４、スペーサプレート２６、変位機構部２０及びエンドキャップ２８を貫通して形成されたパイロット通路５０を介してブレーキ装置３０のシリンダ室３４内に第１の箇所５２で通じ、ポート４８は、ハウジング１４、スペーサプレート２６、変位機構部２０、エンドキャップ２８及びブレーキ装置３０のブレーキカバー３２を貫通して形成された別のパイロット通路５４を介してブレーキ装置３０のシリンダ室３４内に、第１の箇所とは異なる第２の箇所５６で通じている。重要なこととして、パイロット通路５０とシリンダ室３４が連通する第１の箇所５２とパイロット通路５４とシリンダ室３４が連通する第２の箇所５６は、軸方向に互いに間隔を置いて位置しており、これら箇所５２，５６相互間にはブレーキピストン４４が配置されている。換言すると、ブレーキピストン４４は、ピストンピン３６の行程全体を通じてポート４６に通じるパイロット通路５０とポート４８に通じるパイロット通路５４を常時隔離するように配置されると共に寸法決めされている。
【００１８】
かくして、油圧モータのポート４６，４８のどちらに圧油が供給されても、これがパイロット圧として関連のパイロット通路５０又は５４を経てブレーキ装置のシリンダ室３４内に導かれ、ピストンピン３６をスプリング３８に抗してドライブシャフト２４の係合穴４２から引っ込め、ブレーキ作用を解除する。
【００１９】
また、注目されるべきこととして、ハウジング１４のポート４６と関連したパイロット通路５０は、図３に示すようにジローラ型変位機構部２０の固定リング１６のローラの任意の一つ５８を貫通して設けられた孔６０を含む。同様に、ハウジング１４のポート４８と関連したパイロット通路５４は、ジローラ型変位機構部２０の固定リング１６の別のローラ６２を貫通して設けられた孔６４を含む。ジロータ型変位機構部が用いられている場合、貫通孔６０，６４をそれぞれリングと一体の突出内歯に設けるのがよいことは理解できよう。
【００２０】
本発明の構成により、従来型ブレーキ装置付き油圧モータ組立体で用いられていたシャトル弁及びこれと関連したパイロット配管が不要になり、コンパクトで且つ安価な改良型ブレーキ装置付き油圧モータ組立体が得られる。
【００２１】
本発明のブレーキ装置付き油圧モータ組立体の動作原理を以下に簡単に説明する。
【００２２】
オペレータが、例えば油圧モータの左回転のために操作レバー（図示せず）を操作して、圧油を油圧モータのポート４６に供給すると、圧油はパイロット通路５０を経て箇所５２のところでブレーキ装置３０のシリンダ室３４に供給され、スプリング３８の付勢力に抗してブレーキピストン４４及びピストンピン３６を図１で見て右側に移動させ、ピストンピン３６をドライブシャフト２４の係合穴４２から離脱させる。その結果、ブレーキ装置のブレーキ作用が解除され、ドライブシャフト２４は回転可能となって大トルクを出力シャフト１２に伝達できるようになる。オペレータが油圧モータの作動を停止させると、シリンダ室３４内の高圧の作動油は、パイロット通路６６を通り、低圧のメインラインに戻るため低圧になり、ピストンピン３６は、スプリング３８の作用により図１で見て左側へ移動してドライブシャフト２４の係合穴４２に嵌入し、ブレーキ装置が作動するようになる。オペレータが油圧モータの右回転のために操作レバーを操作して圧油をポート４８に供給すると、圧油は関連のパイロット通路５４を通ってシリンダ室３４に箇所５６のところで流入し、スプリング３８の付勢力に抗してピストンピン３６を図１で見て右側に移動させ、ブレーキ装置のブレーキ作用を解除する。この場合、ブレーキピストン４４は、図１で見て左側に押圧されて不動状態に保たれ、箇所５２を閉鎖してパイロット通路５４をパイロット通路５０から隔離していることに注目されたい。
【００２３】
なお、操作の際、ピストンピン３６が左側移動時にドライブシャフト２４の係合穴４２と整列せず、常態位置に復帰しない場合であっても、負荷により出力シャフトが僅かに回転すると、これらの位置が合ってピストンピンがその常態位置に復帰できるようになる。本発明の構成では、ピストンピンをドライブシャフトの係合穴に嵌入させてドライブシャフトの公転運動を阻止するようにしているので、ブレーキ装置を直接出力シャフトに取り付ける場合よりも小さなトルクで出力シャフト１２の偶発的な回転を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブレーキ装置付き油圧モータ組立体の概略断面図である。
【図２】図１に示す本発明のブレーキ装置付き油圧モータ組立体の平面図である。
【図３】本発明の油圧モータ本体に採用されたジローラ型変位機構部を示す立面図であり、別々のパイロット通路の一部をなす貫通孔がローラに設けられている状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 油圧モータ組立体
１２ 出力シャフト
１４ ハウジング
１６ 内歯付き部材又はリング
１８ 外歯付き部材又はスター
２０ 歯付き部材変位機構部
２４ ドライブシャフト
２６ スペーサプレート
２８ エンドキャップ
３０ ブレーキ装置
３４ シリンダ室
３６ 制動部材又はピストンピン
３８ スプリング
４４ ブレーキピストン
４６，４８ ポート
５０，５４ 内部パイロット通路
５８，６２ ローラ
６０，６４ 貫通孔

Claims (4)

1. 高圧油側と低圧油側に選択的に連結できる２つのポートを備えたハウジング、固定された内歯付き部材、該内歯付き部材内で遊星運動自在に設けられ、前記内歯と順次噛み合う外歯を備えた外歯付き部材及び前記内歯と前記外歯との間に形成される体積室を有する歯付き部材変位機構部、作動油入口ポートからの作動油を前記体積室に順次供給して前記外歯付き部材を前記内歯付き部材内で遊星運動させる手段、及び一端部がハウジング内で回転自在に支持された出力手段にトルク伝達関係で連結されると共に他端部が外歯付き部材の対応の中央孔にこれと一緒に回転するよう連結されていて、前記外歯付き部材の遊星運動を前記出力手段に伝達するドライブシャフトを含む油圧モータ本体と、前記ドライブシャフトの前記他端部に係合してドライブシャフトの回転を阻止するブレーキ作用を発揮できるブレーキ装置とから成る油圧モータ組立体において、前記ハウジングの前記２つのポートのそれぞれと前記ブレーキ装置との間で油圧モータ組立体の内部を通って設けられていて、前記ポートの何れか一方に加わる高圧をパイロット圧として前記ブレーキ装置に導き、前記ブレーキ装置のブレーキ作用を解除する互いに別個のパイロット通路が設けられていることを特徴とする油圧モータ組立体。
2. 前記パイロット通路は各々、前記固定された内歯付き部材に設けられたそれぞれの貫通孔を含むことを特徴とする請求項１記載の油圧モータ組立体。
3. 前記歯付き部材変位機構部は、前記固定された内歯付き部材の内歯としてローラを用いたジローラ型のものであり、前記パイロット通路は各々、前記ローラの一つに設けられた貫通孔を含むことを特徴とする請求項１記載の油圧モータ組立体。
4. 前記ブレーキ装置は、前記油圧モータ本体の前記ハウジングに取り付けられたブレーキカバーと、前記ブレーキカバーで構成されたシリンダ室内に設けられていて、常態ではシリンダ室内のスプリングにより前記ドライブシャフトの他端部に係合するバネ押しされた制動部材とを有し、前記パイロット通路は、前記シリンダ室内へそれぞれ別々の箇所で開口し、前記シリンダ室内には、前記パイロット通路を互いに隔離するブレーキピストンが設けられており、圧油が前記パイロット通路のうち何れか一方に送られると、これに対応したパイロット通路を介してシリンダ室内に流入し、制動部材をそのスプリングに抗してドライブシャフトから離脱させるようになっていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の油圧モータ組立体。

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