JP4319397B2 - 2-speed radial piston motor - Google Patents

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JP4319397B2 JP2002357027A JP2002357027A JP4319397B2 JP 4319397 B2 JP4319397 B2 JP 4319397B2 JP 2002357027 A JP2002357027 A JP 2002357027A JP 2002357027 A JP2002357027 A JP 2002357027A JP 4319397 B2 JP4319397 B2 JP 4319397B2
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保和 三嶋
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イートン機器株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2速ラジアルピストンモータ、特に2速マルチストローク(多行程)形ラジアルピストンモータの切換弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ラジアルピストンモータは、代表的に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の定容量形低速高トルクモータとして広く用いられている。周知のように、この種のラジアルピストンモータにはモノストローク(偏心)形とマルチストローク(多行程)形のものがある。また、当業者には周知のように、ラジアルピストンモータは、2速切換弁の採用により圧油供給ポートの数を変えることで高速低トルクモータとして動作できる。換言すると、ラジアルピストンモータは、2速切換弁により低速高トルク(大容量)モードと高速低トルク(小容量)モードとの間で切り換え動作可能である。一例として、従来型2速マルチストローク(多行程)形ラジアルピストンモータの構造及び動作原理を図4〜図7に示している。
【0003】
ラジアルピストンモータ10は、内側カム面12を備えたリング状のカム14、各々がカム面に係合した状態でこの上を相対的に転動するようになったローラ16を備える複数の半径方向ピストン18及びこれらピストンを収納する複数のボア20が設けられたシリンダブロック22を含む押退け機構部24と、押退け機構部24に隣接してハウジング26内に設けられていて、作動油を押退け機構部のピストンに、これと対応してシリンダブロックに設けられた油穴28を介して圧油を順次給排する円周方向に等角度間隔に設けられた複数の通し孔30を備えるタイミングプレート又はバルブプレート32を有する。ピストンの往復運動をシャフトの回転運動として取り出す出力シャフト34が、符号36のところでシリンダブロック22にスプライン連結されると共にカム14及びハウジング26に対して固定されるケーシング38内でテーパころ軸受40によって支持されている。高圧状態と低圧状態に選択的に切り換え可能な2つの作動油ポートA,Bをバルブプレートの選択された数の通し孔30に連通させることにより大容量モードと小容量モードとの間で動作の切り換えを行う2速切換弁42が組み込まれている。
【0004】
ラジアルピストンモータ(なお、一般に「カムモータ」とも呼ばれているので、以下の説明において、カムモータという場合がある)10の動作原理は当業者には周知なので、ごく簡単に述べると、図5で分かるように、複数のピストン18が油穴28を介してバルブプレートの通し孔からの油圧の作用を受けてボア内で往復動し、ピストン先端に取り付けられたローラ16が、カム面12上を転動することによりシリンダブロックに回転運動を生じさせ、この回転運動を出力シャフトの回転運動として取り出すようになっている。
【0005】
図示の例では、バルブプレートは、リングカムの6つのカム山に対応して12個の通し孔30を備えている。また、図示の切換弁は、スプリング44により常態では図6及び図7Aに示すように左位置にある(これは、カムモータの大容量モードに対応する)2位置切換弁である。なお、大容量モードでは、タンク圧力が符号46のところに作用する。かくして、例示の2速カムモータ10では、2位置切換弁42が例えば常態の左位置にあるとき、ポートAは、1つの給排ライン48を介してバルブプレート32の1つ置きの通し孔30に通じ、ポートBは、切換弁内の分流路を経て2つの給排ライン50,52を介してそれぞれバルブプレートの2つ置きの通し孔30に通じるようになっている。
【0006】
カムモータを大容量モード(図7Aに示す)から小容量モード(これに対応して切換弁の状態が図7Bに示されている)に切り換えるには、油圧パイロット源(図示せず)からの高圧パイロット信号を符号46のところで切換弁42に印加する。すると、切換弁は図6の右位置をとり、かくして図7Bで分かるように、ポートAが給排ライン48を介してバルブプレートの1つ置きの通し孔30に通じると共に給排ライン50を介して2つ置きの通し孔30に通じ、他方、ポートBは、1つの給排ライン52を介してバルブプレートの2つ置きの通し孔30に通じる。今、ポートAが高圧状態にあるとすれば、全部で8つのうち6つのピストンが、バルブプレートの通し孔30及びこれと対応した油穴28を介してポートAと連通するが、図5及び図6から当業者には理解できるように6つのうち4つのピストンは膨張行程にあり、残りの2つは圧縮行程にあることになるので、前者はモータ作用を発揮し、後者はこれとは逆のポンプ作用を発揮することになる。かくして、カムモータの発揮するモータ作用は全体として、通常の大容量モードのトルクの1/2のトルクを発揮し、かくしてカムモータは小容量モードで動作する。逆に、ポートBに高圧作動油が作用する場合、8つのピストンのうち2つのピストンが圧油の作用を受けてモータ作用を発揮し、これ又、通常の大容量モードにおいて生じるトルクの1/2のトルクを発揮し、カムモータは小容量モードとなって高速で動作することになる。
【0007】
上述したような3通路(給排ライン)方式の従来型2速カムモータは、その小容量モードにおいて左回転と右回転では高圧状態になるピストンの数の差に起因して動作効率の相違を生じることになる場合がある。より具体的に説明すると、高圧状態にあるピストンの数が多ければそれだけ一層ピストンの運動に対する摩擦力の合計が多くなり、しかもピストンの中にはポンプ作用を発揮するものがあることになるのでカムモータにより得られるトルク効率が全体として大幅に低下する。また、高圧ピストンの数が多ければ、それだけ容積効率が低下することは明らかである。実験の示すところによれば、カムモータの小容量モードでは、供給圧力が28MPaの場合、カムモータの左右の回転時において、トルク効率の差が15%〜20%になることが分かっている。また、この場合、容積効率の差は、5%程度になる。
【0008】
このように、小容量モードにおけるカムモータの左右の回転にトルク効率の差があると、カムモータを走行用として用いた場合、前進と後退の速度が異なるという不利益を生じる場合がある。また、車両の左右に独立の走行用カムモータ回路を設けた場合、配管構成が左右対称であれば高低圧ポートが左右で逆になるため、小容量モードでは車両が直進せず、危険である。したがって、一般的には押退け機構部に対する左右のバルブプレートのタイミングを逆にしてモータを左右で逆回転させることにより、かかる欠点を克服している。しかしながら、かかる対策では、車両の左右に構成の異なるカムモータを使用する必要があり、点検整備にが面倒になると共に構成の異なるカムモータを在庫する必要があり、コスト高を招いていた。
【0009】
本発明は、かかる欠点に鑑みて、小容量モードにおいてモータの回転方向の相違によるトルク効率の差を無くすよう構成した2速ラジアルピストンモータを提供することにある。
【0010】
また、本発明のもう一つの目的は特に、小容量モードにおいてモータの回転方向の相違によるトルク効率の差を無くすよう構成した2速マルチストローク形ラジアルピストンモータを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、カム面を備えたカム、各々がカム面に係合した状態でこの上を相対的に転動するようになったローラを備える複数の半径方向ピストン及びこれらピストンを収納する複数のボアが設けられたシリンダブロックを含む押退け機構部と、作動油を押退け機構部のピストンに順次給排する円周方向に等角度間隔に設けられた複数の通し孔を備えるバルブプレートと、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動として取り出す手段と、高圧状態と低圧状態に選択的に切り換え可能な2つの作動油ポートをバルブプレートの選択された数の通し孔に連通させることにより低速高トルク(大容量)モードと高速低トルク(小容量)モードとの間で動作の切り換えを行う切換弁装置とを有する2速ラジアルピストンモータに関する。本発明の特徴によれば、切換弁装置は、2つの作動油ポートに連通可能であって、バルブプレートの選択された数の通し孔に通じる少なくとも4つの別々の給排ラインを有する主切換弁と、主切換弁と連携して設けられていて、2つの作動油ポートのうち一方を高圧にすると、これに応じて油圧パイロット源を主切換弁に印加して高圧の作動油ポートを主切換弁の給排ラインのうち一つだけに連通させるよう動作できる補助切換弁とを有する。
【0012】
本発明は又、内側カム面を備えたカムリング内に半径方向に設けられていて、各々が内側カム面に係合した状態でこの上を相対的に転動するようになったローラを備える複数のピストン及びこれらピストンを収納する複数のボアが設けられた単一のシリンダブロックを含む押退け機構部と、作動油を押退け機構部のピストンに順次給排する円周方向に等角度間隔に設けられた複数の通し孔を備えたバルブプレートと、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動として取り出す手段と、高圧状態と低圧状態に選択的に切り換え可能な2つの作動油ポートをバルブプレートの選択された数の通し孔に連通させることにより低速高トルク(大容量)モードと高速低トルク(小容量)モードとの間で動作の切り換えを行う切換弁装置とを有する2速マルチストローク形ラジアルピストンモータにおいて、前記切換弁装置は、前記2つの作動油ポートに連通可能であって、バルブプレートの選択された数の通し孔に通じる少なくとも4つの別々の給排ラインを有する主切換弁と、主切換弁と連携して設けられていて、前記2つの作動油ポートのうち一方を高圧にすると、これに応じて油圧パイロット源からのパイロット圧を主切換弁に印加して高圧の作動油ポートを主切換弁の前記給排ラインのうち一つだけに連通させるよう動作できる補助切換弁とを有することを特徴とする2速マルチストローク形ラジアルピストンモータを提供する。
【0013】
本発明の構成によれば、2つの作動油ポートのうち何れが高圧であっても、この作動油ポートがモータ内の4つの給排ラインのうち何れか1つに通じ、これに対応してバルブプレートの通し孔のうち何れか3つが常に高圧ポートに連通するようになり、かくしてモータの左右の回転時における効率の差が実質的に無くなる。
【0014】
好ましい実施形態では、主切換弁は、2つの作動油ポートのうち一方が高圧である場合に、パイロット圧により、一方の作動油ポートと4つの給排ラインのうち1つを連通させると共に残りの3つの給排ラインを低圧の他方の作動油ポートに連通させる第1の位置と、パイロット圧が生じていない場合に取る中立位置と、他方の作動油ポートが高圧である場合に、パイロット圧により、他方の作動油ポートと1つの給排ライン以外の1つの給排ラインに連通させると共に残りの3つの給排ラインを低圧の一方の作動油ポートに連通させる第2の位置との間で動くことができるスプールを有する。
【0015】
好ましい形態では、主切換弁は、スプールの互いに反対側にパイロット室を有し、これらパイロット室は、それぞれ補助切換弁を介して油圧パイロット源に連結される。4つの給排ラインは、それぞれバルブプレートの所定の角度間隔毎に位置する通し孔に連通することが望ましい。
【0016】
一実施形態では、バルブプレートには12個の通し孔が設けられており、この場合、上記の角度は、120°である。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ110を示している。本発明のカムモータ110は、バルブプレート132及びこれと連携して設けられた切換弁装置142を除き、図4の従来形カムモータと実質的に同一なので、以下、これら本発明の特徴部分について図2及び図3を参照しながら説明する。
【0018】
図1に示すカムモータと図4の従来型カムモータとの構成上の差異は、ポートA及びポートBに選択的に連結される作動油給排ラインが4つ(54〜60)になったことにある。すなわち、図1及び図2で最もよく理解できるように、切換弁装置142は、ポートA及びBの油圧ラインをそれぞれ2つの作動油給排ライン54,56及び58,60に分割するような内部構成の3位置主切換弁62を有している。この主切換弁62は、好ましい実施形態では、2つの作動油ポートのうち一方、例えばポートAが高圧である場合に、この高圧の一方の作動油ポートからのパイロット圧に応じてポートAと給排ライン54を連通させると共に残りの3つの給排ライン56,58,60と他方の作動油ポートBを連通させる第1の位置(図2及び図3A参照)と、パイロット圧が生じていない場合に取る中立位置(図2に示す状態)と、ポートBが高圧である場合に、この高圧の作動油ポートからのパイロット圧に応じてポートBと給排ライン60を連通させると共に残りの3つの給排ライン54,56,58とポートBを連通させる第2の位置(図2及び図3B参照)との間で動くことができるスプール64を有している。図示の実施形態では、4つの給排ライン54,56,58,60はそれぞれ、バルブプレート132の120°間隔毎に位置する3つの通し孔130に連通している。
【0019】
本発明のもう一つの重要な特徴として、本発明の切換弁装置142は、上記の主切換弁の動作を可能にするための手段として、ポートA又はポートBの何れかの高圧信号(高圧作動油)により動作して、油圧パイロットライン66を通る上述のパイロット圧を主切換弁に通じさせるようになった3位置補助切換弁68が設けられている。かくして、もしポートAを高圧にしてカムモータ110を動作させようとした場合(例えば、カムモータを一方向に回転させて車両を前進させようとした場合)、ポートBが低圧又はタンク圧状態なので、ポートAの高圧により補助切換弁68は、図2で見て左位置をとる。すると油圧ライン66は、補助切換弁68を介して通路70に連結される。すると、油圧ライン66中のパイロット圧が通路70を経て主切換弁62に作用し、このスプールを左に移動させて(図3A参照)、主切換弁は、上述の第1の位置(図2で見て、右位置)をとる。その結果、高圧ポートAは、給排ライン54に連通し、低圧ポートBは、残りの3つの給排ライン56,58,60と連通する。逆に、車両を後退させるためにポートBに高圧作動油を導入すると、ポートAが低圧なので、ポートBの高圧により補助切換弁68は、図2で見て右位置をとる。すると油圧ライン66は、補助切換弁68を介して通路72に連結される。この場合、油圧ライン66中のパイロット圧が通路72を経て主切換弁62に作用し、このスプールを右に移動させて(図3B参照)、主切換弁は、上述の第2の位置(図2で見て、左位置)をとる。その結果、高圧ポートBは、給排ライン60に連通し、低圧ポートAは、残りの3つの給排ライン54,56,58と連通する。
【0020】
上述のことから理解できるように、従来型カムモータとは異なり、本発明のカムモータは、小容量モードにおいて、ポートA,Bの何れが高圧状態になっても、高圧作動油は、カムモータ内の一つの給排ラインを流れ、バルブプレートの常に3つの通し孔が高圧状態となり、大容量モードだけでなく小容量モードにおいてもカムモータの左右回転時における効率差の発生が防止される。したがって、本発明のカムモータを車両の走行用モータとして採用した場合、前進速度と後退速度の差が生じることはなく、また左右回転時における出力トルクの差が生じることもない。また、本発明のカムモータは、車両の左右何れにも走行用モータとして利用でき、この場合、従来必要であった配管の非対称配置及び左右配置に合わせた構成の別々のカムモータの在庫が不要になり、従来型カムモータと比較して点検整備の手間が省ける。
【0021】
本発明を、カム山数が6、ピストンの個数が8、バルブプレートの通し孔の数が12の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータについて説明したが、カム山数が6よりも多い数、かくしてピストンの個数が8よりも多い数のラジアルピストンモータについて同様に適用できる。この場合、バルブプレートの通し孔の数は、カム山数×2に等しいが、これに対応する通し孔の相互角度間隔及び上記4つの通路54〜60に通じる通し孔の数も上記とは異なるが、これは当業者であれば容易に設計変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切換弁装置が組み込まれた2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの断面略図である。
【図2】図1に示す2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの動作原理を説明する油圧回路図であり、バルブプレートと本発明の切換弁装置の関係を示す図である。
【図3A】本発明の主切換弁のスプールの動作状態を示す略図である。
【図3B】本発明の主切換弁の動作状態を示す略図であり、スプールが図3Aとは逆の方向に付勢された状態を示す図である。
【図4】従来型2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの断面略図である。
【図5】図4に示す2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの押退け機構部を示す略図である。
【図6】図4の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの動作原理を示す略図であり、バルブプレートと2速切換弁の関係を示す図である。
【図7A】従来型2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの切換弁の大容量モードにおける状態を示す図である。
【図7B】従来型2速マルチストローク形ラジアルピストンモータの切換弁の小容量モードにおける状態を示す図であり、スプールが図7Aとは逆の方向に付勢された状態を示す図である。
【符号の説明】
10,110 2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ
24 押退け機構部
32,132 バルブプレート
34 出力シャフト
42,142 切換弁装置
54,56,58,60 給排ライン
62 主切換弁
68 補助切換弁
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching valve device for a two-speed radial piston motor, particularly a two-speed multi-stroke (multi-stroke) radial piston motor.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
The radial piston motor is typically widely used as a constant-capacity low-speed high-torque motor for turning or running various civil engineering machines such as mobile cranes and truck cranes. As is well known, this type of radial piston motor includes a mono-stroke (eccentric) type and a multi-stroke (multi-stroke) type. As is well known to those skilled in the art, the radial piston motor can operate as a high-speed low-torque motor by changing the number of pressure oil supply ports by adopting a 2-speed switching valve. In other words, the radial piston motor can be switched between a low speed high torque (large capacity) mode and a high speed low torque (small capacity) mode by a two-speed switching valve. As an example, the structure and operating principle of a conventional two-speed multi-stroke (multi-stroke) radial piston motor are shown in FIGS.
[0003]
The radial piston motor 10 includes a plurality of radial directions including a ring-shaped cam 14 having an inner cam surface 12, and a roller 16 that is configured to roll relative to the cam 14, each engaged with the cam surface. A displacement mechanism portion 24 including a piston block 18 and a cylinder block 22 provided with a plurality of bores 20 for housing these pistons, and a housing 26 adjacent to the displacement mechanism portion 24 to push hydraulic oil. Timing provided with a plurality of through holes 30 provided at equiangular intervals in the circumferential direction for sequentially supplying and discharging pressure oil through the oil holes 28 provided in the cylinder block correspondingly to the piston of the retraction mechanism portion A plate or valve plate 32; An output shaft 34 for extracting the reciprocating motion of the piston as a rotational motion of the shaft is splined to the cylinder block 22 at 36 and supported by a tapered roller bearing 40 in a casing 38 fixed to the cam 14 and the housing 26. Has been. Two hydraulic oil ports A and B that can be selectively switched between a high pressure state and a low pressure state communicate with a selected number of through holes 30 in the valve plate to operate between the large capacity mode and the small capacity mode. A two-speed switching valve 42 for switching is incorporated.
[0004]
The operation principle of the radial piston motor (which is also generally referred to as “cam motor” in the following description is sometimes referred to as a cam motor) 10 is well known to those skilled in the art. As described above, the plurality of pistons 18 are reciprocated in the bore under the action of the hydraulic pressure from the valve plate through the oil holes 28, and the roller 16 attached to the piston tip rolls on the cam surface 12. By moving, a rotational motion is generated in the cylinder block, and this rotational motion is extracted as a rotational motion of the output shaft.
[0005]
In the illustrated example, the valve plate includes twelve through holes 30 corresponding to the six cam peaks of the ring cam. Also, the illustrated switching valve is a two-position switching valve that is normally in the left position as shown in FIGS. 6 and 7A by a spring 44 (this corresponds to the large capacity mode of the cam motor). In the large capacity mode, the tank pressure acts at the reference numeral 46. Thus, in the illustrated two-speed cam motor 10, when the two-position switching valve 42 is in the normal left position, for example, the port A is connected to every other through hole 30 of the valve plate 32 via one supply / discharge line 48. The port B communicates with every other through hole 30 of the valve plate through the two supply / discharge lines 50 and 52 through the diversion flow path in the switching valve.
[0006]
To switch the cam motor from the large capacity mode (shown in FIG. 7A) to the small capacity mode (correspondingly, the state of the switching valve is shown in FIG. 7B), a high pressure from a hydraulic pilot source (not shown) is used. A pilot signal is applied to the switching valve 42 at reference numeral 46. Then, the switching valve takes the right position in FIG. 6, and thus, as can be seen in FIG. 7B, the port A leads to every other through hole 30 of the valve plate via the supply / discharge line 48 and via the supply / discharge line 50. The port B communicates with every other through hole 30 of the valve plate via one supply / discharge line 52. Now, assuming that port A is in a high pressure state, a total of six pistons out of eight communicate with port A through valve plate through holes 30 and corresponding oil holes 28. As can be understood by those skilled in the art from FIG. 6, four of the six pistons are in the expansion stroke and the other two are in the compression stroke, so the former exerts motor action and the latter does not. The reverse pumping action will be exhibited. Thus, the motor action exerted by the cam motor as a whole exhibits a torque that is ½ of the torque in the normal large capacity mode, and thus the cam motor operates in the small capacity mode. Conversely, when high pressure hydraulic oil acts on port B, two of the eight pistons receive the action of the pressure oil to exert a motor action, and this is also 1 / of the torque generated in the normal large capacity mode. A torque of 2 is exerted, and the cam motor operates in a small capacity mode and operates at a high speed.
[0007]
The conventional two-speed cam motor of the three-passage (supply / discharge line) system as described above causes a difference in operation efficiency due to the difference in the number of pistons that are in a high pressure state in the left rotation and the right rotation in the small capacity mode. It may happen. More specifically, the more the number of pistons in the high pressure state, the more the total frictional force with respect to the movement of the pistons. In addition, some pistons exhibit a pumping action, so the cam motor As a whole, the torque efficiency obtained by this is greatly reduced. It is clear that the volume efficiency decreases as the number of high-pressure pistons increases. Experiments show that in the small capacity mode of the cam motor, when the supply pressure is 28 MPa, the difference in torque efficiency is 15% to 20% when the cam motor rotates left and right. In this case, the difference in volumetric efficiency is about 5%.
[0008]
Thus, if there is a difference in torque efficiency between the left and right rotations of the cam motor in the small capacity mode, there may be a disadvantage that the forward and reverse speeds are different when the cam motor is used for traveling. In addition, when independent traveling cam motor circuits are provided on the left and right sides of the vehicle, if the piping configuration is bilaterally symmetrical, the high and low pressure ports are reversed on the left and right, so that the vehicle does not travel straight in the small capacity mode, which is dangerous. Therefore, in general, such a drawback is overcome by reversing the motor in the left and right direction by reversing the timing of the left and right valve plates with respect to the displacement mechanism. However, such countermeasures require the use of cam motors with different configurations on the left and right sides of the vehicle, which is troublesome for inspection and maintenance and requires stocking of cam motors with different configurations, resulting in high costs.
[0009]
In view of such drawbacks, the present invention is to provide a two-speed radial piston motor configured to eliminate the difference in torque efficiency due to the difference in the rotation direction of the motor in the small capacity mode.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a two-speed multi-stroke radial piston motor configured to eliminate the difference in torque efficiency due to the difference in the rotation direction of the motor in the small capacity mode.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of radial pistons including a cam having a cam surface and a roller adapted to roll relative to the cam with each cam engaged with the cam surface. And a displacement mechanism portion including a cylinder block provided with a plurality of bores for storing these pistons, and a plurality of displacement mechanisms provided at equal angular intervals in the circumferential direction for sequentially supplying and discharging hydraulic oil to and from the pistons of the displacement mechanism portion. A valve plate having a through hole, means for extracting the reciprocating motion of the piston as a rotational motion of the shaft, and two hydraulic oil ports that can be selectively switched between a high pressure state and a low pressure state. A two-speed radial piston module having a switching valve device for switching the operation between a low-speed high-torque (large capacity) mode and a high-speed low-torque (small capacity) mode. For the other. According to a feature of the present invention, the switching valve device can communicate with two hydraulic fluid ports and has at least four separate supply / discharge lines leading to a selected number of through holes in the valve plate. When one of the two hydraulic oil ports is set to a high pressure, a hydraulic pilot source is applied to the main selector valve to switch the high pressure hydraulic oil port accordingly. And an auxiliary switching valve operable to communicate with only one of the valve supply and discharge lines.
[0012]
The present invention also includes a plurality of rollers provided radially within a cam ring having an inner cam surface, each of which is adapted to roll relative to the inner cam surface in a engaged state. And a displacement mechanism part including a single cylinder block provided with a plurality of bores for housing these pistons, and hydraulic oil are sequentially supplied to and discharged from the piston of the displacement mechanism part at equal angular intervals in the circumferential direction. Selection of valve plate with valve plate provided with a plurality of through holes provided, means for taking out the reciprocating motion of the piston as rotational motion of the shaft, and two hydraulic oil ports that can be selectively switched between a high pressure state and a low pressure state A two-speed motor having a switching valve device for switching the operation between the low speed high torque (large capacity) mode and the high speed low torque (small capacity) mode by communicating with the number of through holes. In the multi-stroke radial piston motor, the switching valve device has at least four separate supply / discharge lines that can communicate with the two hydraulic oil ports and communicate with a selected number of through holes in the valve plate. A switching valve and a main switching valve are provided in cooperation with each other. When one of the two hydraulic oil ports is set to a high pressure, a pilot pressure from a hydraulic pilot source is applied to the main switching valve accordingly. A two-speed multi-stroke radial piston motor is provided that has an auxiliary switching valve operable to communicate only one of the hydraulic oil ports with only one of the supply / discharge lines of the main switching valve.
[0013]
According to the configuration of the present invention, regardless of which of the two hydraulic oil ports has a high pressure, the hydraulic oil port communicates with any one of the four supply / exhaust lines in the motor. Any three of the through holes in the valve plate are always in communication with the high pressure port, thus substantially eliminating the difference in efficiency when the motor rotates left and right.
[0014]
In a preferred embodiment, when one of the two hydraulic oil ports is at a high pressure, the main switching valve causes one of the hydraulic oil ports to communicate with one of the four supply / discharge lines by the pilot pressure and the remaining one. A first position where the three supply / discharge lines communicate with the other low-pressure hydraulic oil port, a neutral position taken when no pilot pressure is generated, and a pilot pressure when the other hydraulic oil port is high The second hydraulic fluid port moves between a second position where the other hydraulic fluid port is connected to one supply / discharge line other than one supply / discharge line and the remaining three supply / exhaust lines are communicated to one of the low-pressure hydraulic fluid ports. Has a spool that can.
[0015]
In a preferred form, the main switching valve has pilot chambers on opposite sides of the spool, each of which is connected to a hydraulic pilot source via an auxiliary switching valve. It is desirable that the four supply / discharge lines communicate with through holes located at predetermined angular intervals of the valve plate.
[0016]
In one embodiment, the valve plate is provided with 12 through holes, in which case the angle is 120 °.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a two-speed multi-stroke radial piston motor 110 of the present invention. The cam motor 110 of the present invention is substantially the same as the conventional cam motor of FIG. 4 except for the valve plate 132 and the switching valve device 142 provided in cooperation therewith. This will be described with reference to FIG.
[0018]
The difference in configuration between the cam motor shown in FIG. 1 and the conventional cam motor shown in FIG. 4 is that there are four hydraulic oil supply / discharge lines (54 to 60) selectively connected to port A and port B. is there. That is, as best understood in FIGS. 1 and 2, the switching valve device 142 has an internal structure that divides the hydraulic lines of ports A and B into two hydraulic oil supply / discharge lines 54, 56 and 58, 60, respectively. A three-position main switching valve 62 having a configuration is provided. In the preferred embodiment, the main switching valve 62 is connected to the port A according to the pilot pressure from one of the two hydraulic oil ports, for example, when the port A is at a high pressure. A first position (see FIGS. 2 and 3A) where the exhaust line 54 is communicated and the remaining three supply / exhaust lines 56, 58, 60 and the other hydraulic oil port B are communicated, and when no pilot pressure is generated When the port B is at a high pressure and the neutral position (state shown in FIG. 2), the port B communicates with the supply / discharge line 60 according to the pilot pressure from the high-pressure hydraulic oil port and the remaining three It has a spool 64 that can move between the supply / discharge lines 54, 56, and 58 and a second position (see FIGS. 2 and 3B) that allows the port B to communicate. In the illustrated embodiment, each of the four supply / discharge lines 54, 56, 58, 60 communicates with three through holes 130 that are located at intervals of 120 ° of the valve plate 132.
[0019]
As another important feature of the present invention, the switching valve device 142 of the present invention has a high-pressure signal (high-pressure operation) of either port A or port B as means for enabling the operation of the main switching valve. A three-position auxiliary switching valve 68 is provided, which is operated by oil) and allows the above-described pilot pressure passing through the hydraulic pilot line 66 to pass to the main switching valve. Thus, if the cam motor 110 is to be operated with the port A at a high pressure (for example, if the cam motor is rotated in one direction to advance the vehicle), the port B is in a low pressure or tank pressure state. Due to the high pressure of A, the auxiliary switching valve 68 takes the left position as seen in FIG. Then, the hydraulic line 66 is connected to the passage 70 via the auxiliary switching valve 68. Then, the pilot pressure in the hydraulic line 66 acts on the main switching valve 62 through the passage 70 and moves the spool to the left (see FIG. 3A), so that the main switching valve is in the first position (FIG. 2). Take the right position). As a result, the high pressure port A communicates with the supply / discharge line 54, and the low pressure port B communicates with the remaining three supply / discharge lines 56, 58, 60. Conversely, when high-pressure hydraulic oil is introduced into port B in order to move the vehicle backward, since port A is low pressure, auxiliary switching valve 68 assumes the right position as viewed in FIG. Then, the hydraulic line 66 is connected to the passage 72 via the auxiliary switching valve 68. In this case, the pilot pressure in the hydraulic line 66 acts on the main switching valve 62 through the passage 72 and moves the spool to the right (see FIG. 3B), so that the main switching valve is in the second position (see FIG. Take the left position). As a result, the high pressure port B communicates with the supply / discharge line 60, and the low pressure port A communicates with the remaining three supply / discharge lines 54, 56, 58.
[0020]
As can be understood from the above description, unlike the conventional cam motor, the cam motor of the present invention has a high-pressure hydraulic oil within the cam motor regardless of which port A or B is in a high pressure state in the small capacity mode. The three through holes of the valve plate are always in a high pressure state through one supply / discharge line, and the occurrence of a difference in efficiency when the cam motor rotates left and right is prevented not only in the large capacity mode but also in the small capacity mode. Therefore, when the cam motor of the present invention is employed as a vehicle driving motor, there is no difference between the forward speed and the reverse speed, and there is no difference in output torque during left-right rotation. In addition, the cam motor of the present invention can be used as a traveling motor for both the left and right sides of the vehicle, and in this case, the stock of separate cam motors configured to match the asymmetrical arrangement of the piping and the left and right arrangement, which has been necessary in the past, is no longer necessary. Compared with the conventional cam motor, the labor of inspection and maintenance can be saved.
[0021]
The present invention has been described for a two-speed multi-stroke radial piston motor having six cam peaks, eight pistons and twelve through holes in the valve plate. However, the number of cam peaks is greater than six. The present invention can be similarly applied to a radial piston motor having more than eight pistons. In this case, the number of through holes in the valve plate is equal to the number of cam ridges × 2, but the mutual angle interval of the corresponding through holes and the number of through holes leading to the four passages 54 to 60 are also different from the above. However, those skilled in the art can easily change the design.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a two-speed multi-stroke radial piston motor incorporating a switching valve device of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram for explaining the operating principle of the two-speed multi-stroke radial piston motor shown in FIG. 1, showing the relationship between the valve plate and the switching valve device of the present invention.
FIG. 3A is a schematic diagram showing the operating state of the spool of the main switching valve of the present invention.
FIG. 3B is a schematic view showing an operating state of the main switching valve of the present invention, and is a view showing a state in which the spool is urged in the direction opposite to that in FIG. 3A.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional two-speed multi-stroke radial piston motor.
5 is a schematic diagram showing a displacement mechanism of the two-speed multi-stroke radial piston motor shown in FIG.
6 is a schematic diagram showing the operation principle of the 2-speed multi-stroke radial piston motor of FIG. 4, and is a diagram showing the relationship between the valve plate and the 2-speed switching valve.
FIG. 7A is a view showing a state in a large capacity mode of a switching valve of a conventional two-speed multi-stroke radial piston motor.
FIG. 7B is a diagram showing a state of the switching valve of the conventional two-speed multi-stroke radial piston motor in the small capacity mode, and is a diagram showing a state where the spool is urged in the direction opposite to that in FIG. 7A.
[Explanation of symbols]
10,110 2-speed multi-stroke radial piston motor 24 Push-off mechanism 32, 132 Valve plate 34 Output shaft 42, 142 Switching valve device 54, 56, 58, 60 Supply / discharge line 62 Main switching valve 68 Auxiliary switching valve

Claims (7)

カム面を備えたカム、各々がカム面に係合した状態でこの上を相対的に転動するようになったローラを備える複数の半径方向ピストン及びこれらピストンを収納する複数のボアが設けられたシリンダブロックを含む押退け機構部と、作動油を押退け機構部のピストンに順次給排する円周方向に等角度間隔に設けられた複数の通し孔を備えるバルブプレートと、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動として取り出す手段と、高圧状態と低圧状態に選択的に切り換え可能な2つの作動油ポートをバルブプレートの選択された数の通し孔に連通させることにより低速高トルク(大容量)モードと高速低トルク(小容量)モードとの間で動作の切り換えを行う切換弁装置とを有する2速ラジアルピストンモータにおいて、前記切換弁装置は、前記2つの作動油ポートに連通可能であって、バルブプレートの選択された数の通し孔に通じる少なくとも4つの別々の給排ラインを有する主切換弁と、主切換弁と連携して設けられていて、前記2つの作動油ポートのうち一方を高圧にすると、これに応じて油圧パイロット源を主切換弁に印加して高圧の作動油ポートを主切換弁の前記給排ラインのうち一つだけに連通させるよう動作できる補助切換弁とを有することを特徴とする2速ラジアルピストンモータ。There are provided a cam having a cam surface, a plurality of radial pistons each having a roller adapted to roll relative to the cam surface, and a plurality of bores for receiving the pistons. A retraction mechanism including a cylinder block, a valve plate having a plurality of through holes provided at equiangular intervals in the circumferential direction for sequentially supplying and discharging hydraulic oil to and from the piston of the displacement mechanism, and a reciprocating motion of the piston Low-speed, high-torque (large capacity) by communicating with the selected number of through-holes in the valve plate, the means for taking out the shaft as rotational movement, and two hydraulic oil ports that can be selectively switched between high pressure and low pressure In a two-speed radial piston motor having a switching valve device that switches operation between a mode and a high-speed low-torque (small-capacity) mode, the switching valve device includes: A main switching valve capable of communicating with one hydraulic oil port and having at least four separate supply / discharge lines leading to a selected number of through holes in the valve plate, and provided in cooperation with the main switching valve; When one of the two hydraulic oil ports is set to a high pressure, a hydraulic pilot source is applied to the main switching valve accordingly, and the high pressure hydraulic oil port communicates with only one of the supply / discharge lines of the main switching valve. A two-speed radial piston motor comprising an auxiliary switching valve operable to operate. 前記2速ラジアルピストンモータは、マルチストローク形のものであり、前記カムは、内側カム面を備えたリング状のカムから成り、前記シリンダブロックは、前記カムの内側に設けられた単一のシリンダブロックから成ることを特徴とする2速ラジアルピストンモータ。The two-speed radial piston motor is of a multi-stroke type, the cam is a ring-shaped cam having an inner cam surface, and the cylinder block is a single cylinder provided inside the cam. A two-speed radial piston motor comprising a block. 内側カム面を備えたカムリング内に半径方向に設けられていて、各々が内側カム面に係合した状態でこの上を相対的に転動するようになったローラを備える複数のピストン及びこれらピストンを収納する複数のボアが設けられた単一のシリンダブロックを含む押退け機構部と、作動油を押退け機構部のピストンに順次給排する円周方向に等角度間隔に設けられた複数の通し孔を備えたバルブプレートと、ピストンの往復運動をシャフトの回転運動として取り出す手段と、高圧状態と低圧状態に選択的に切り換え可能な2つの作動油ポートをバルブプレートの選択された数の通し孔に連通させることにより低速高トルク(大容量)モードと高速低トルク(小容量)モードとの間で動作の切り換えを行う切換弁装置とを有する2速マルチストローク形ラジアルピストンモータにおいて、前記切換弁装置は、前記2つの作動油ポートに連通可能であって、バルブプレートの選択された数の通し孔に通じる少なくとも4つの別々の給排ラインを有する主切換弁と、主切換弁と連携して設けられていて、前記2つの作動油ポートのうち一方を高圧にすると、これに応じて油圧パイロット源からのパイロット圧を主切換弁に印加して高圧の作動油ポートを主切換弁の前記給排ラインのうち一つだけに連通させるよう動作できる補助切換弁とを有することを特徴とする2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ。Plural pistons comprising rollers provided radially in a cam ring having an inner cam surface, each of which is adapted to roll relative to the inner cam surface in a engaged state. A displacement mechanism portion including a single cylinder block provided with a plurality of bores for storing a plurality of bores, and a plurality of displacement mechanisms provided at equal angular intervals in the circumferential direction for sequentially supplying and discharging hydraulic oil to and from the piston of the displacement mechanism portion A valve plate with a through hole, means for extracting the reciprocating motion of the piston as a rotational motion of the shaft, and two hydraulic oil ports that can be selectively switched between a high pressure state and a low pressure state through a selected number of passages in the valve plate. 2-speed multi-straw having a switching valve device for switching operation between a low speed high torque (large capacity) mode and a high speed low torque (small capacity) mode by communicating with the hole In the radial piston motor, the switching valve device is capable of communicating with the two hydraulic oil ports and has at least four separate supply / discharge lines communicating with a selected number of through holes in the valve plate. When one of the two hydraulic oil ports is set to a high pressure, the pilot pressure from the hydraulic pilot source is applied to the main switching valve in accordance with this and the high pressure operation is performed. A two-speed multi-stroke radial piston motor having an auxiliary switching valve operable to communicate an oil port with only one of the supply / discharge lines of the main switching valve. 前記主切換弁は、前記2つの作動油ポートのうち一方が高圧である場合に、前記パイロット圧により、前記一方の作動油ポートと前記4つの給排ラインのうち1つを連通させると共に残りの3つの給排ラインを低圧の他方の作動油ポートに連通させる第1の位置と、前記パイロット圧が生じていない場合に取る中立位置と、前記他方の作動油ポートが高圧である場合に、前記パイロット圧により、前記他方の作動油ポートと前記1つの給排ライン以外の1つの給排ラインに連通させると共に残りの3つの給排ラインを低圧の一方の作動油ポートに連通させる第2の位置との間で動くことができるスプールを有することを特徴とする請求項3記載の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ。When one of the two hydraulic oil ports is at a high pressure, the main switching valve causes the one hydraulic oil port to communicate with one of the four supply / discharge lines by the pilot pressure and the remaining one. A first position where the three supply / discharge lines communicate with the other low-pressure hydraulic oil port, a neutral position taken when the pilot pressure is not generated, and a case where the other hydraulic oil port is high-pressure, A second position where the other hydraulic oil port communicates with one supply / exhaust line other than the one supply / exhaust line and the remaining three supply / exhaust lines communicate with one of the low-pressure hydraulic oil ports by the pilot pressure. 4. A two-speed multi-stroke radial piston motor according to claim 3, further comprising a spool that can move between the first and second multi-stroke radial piston motors. 前記主切換弁は、スプールの互いに反対側にパイロット室を有し、これらパイロット室は、それぞれ補助切換弁を介して前記油圧パイロット源に連結されることを特徴とする請求項4記載の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ。5. The second speed according to claim 4, wherein the main switching valve has pilot chambers on opposite sides of the spool, and the pilot chambers are connected to the hydraulic pilot source via auxiliary switching valves, respectively. Multi-stroke radial piston motor. 前記4つの給排ラインは、それぞれバルブプレートの所定の角度間隔毎に位置する通し孔に連通することを特徴とする請求項4記載の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ。5. The two-speed multi-stroke radial piston motor according to claim 4, wherein each of the four supply / discharge lines communicates with a through hole located at a predetermined angular interval of the valve plate. 前記バルブプレートには、12個の通し孔が設けられており、前記角度は、120°であることを特徴とする請求項6記載の2速マルチストローク形ラジアルピストンモータ。The two-speed multi-stroke radial piston motor according to claim 6, wherein the valve plate is provided with twelve through holes, and the angle is 120 °.
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