JP5053367B2 - ジェロータモータ及びブレーキアッセンブリ - Google Patents

Description

油圧装置は、油圧モータと、大きなハウジング及び／又は複雑な駆動連結部を典型的に含むブレーキアッセンブリとを含む。周知の油圧モータ及びブレーキアッセンブリの一例は、流体がブレーキアッセンブリと油圧モータとの間を流れるのを阻止するシールを含む。従って、周知のアッセンブリは、少なくとも三つの流体ポート、すなわち二つのモータ用の流体ポート及び一つのブレーキ用の流体ポートを有する大きなハウジングを含む。この構成は、大きなハウジングと複雑な流体通路を必要とする。

他の周知のモータ及びブレーキアッセンブリは、主出力駆動シャフトに連結するスプールバルブを有するタイプのジェロータモータを含む。主出力駆動シャフトの出力端部は、ロータアッセンブリの一方側に配置され、スプールバルブ及びブレーキアッセンブリは、ジェロータアッセンブリの対向側に配置される。このような構成は、主出力駆動シャフトへのスプールバルブの複雑な取り付けを必要とし、主出力駆動シャフトの一部分は、旋回及び回転する。さらに、スプールバルブは、ブレーキディスクが取り付けられる延長部を含み、従って、油圧装置に対して大きなハウジングアッセンブリを必要とする。

周知の前述のアッセンブリと比較して、油圧装置は、油圧モータと、コンパクトなハウジングアッセンブリ及び少数の複雑な流体通路を有する前述の欠点を克服するブレーキアッセンブリを含む。油圧装置の一実施例は、ハウジング、出力シャフト、ロータアッセンブリ、揺動シャフト及びブレーキアッセンブリを含む。ハウジングは、中央開口と流体流入通路と流体流出通路とを有する。ハウジングは、流体流入通路と流体連通する加圧可能なブレーキチャンバーを少なくとも部分的に画定する。出力シャフトは、ハウジングの中央開口に受け入れられハウジングから伸びる。ロータアッセンブリは、ステータ及び流体ポケットを画定する歯と協働するロータを備える。ロータは油圧流体が流体ポケットの方へ導かれたときにステータに対して回転及び旋回する。流体ポケットは流体流入通路及び流体流出通路と連通する。揺動シャフトは、ロータ及び出力シャフトに連結され、ロータの回転移動及び軌道移動に基づいて出力シャフトを回転する。ブレーキアッセンブリは、第１のブレーキディスクと、第２のブレーキディスクと、ピストンと、付勢手段とを含む。第１のブレーキディスクは、出力シャフトに連結される。第２のブレーキディスクは、ハウジングに連結される。ピストンは、第１及び第２のブレーキディスクの少なくとも一つに接触する。付勢手段は、出力シャフトをブレーキする作動状態にピストンを押圧する。出力シャフトは、ぎざぎざのついた外面を含むことができる。

他の実施例によれば、油圧装置は、ジェロータアッセンブリと、揺動スティックと、出力シャフトと、ハウジングアッセンブリと、ハウジングアッセンブリの第１のポートと、ハウジングアッセンブリの第２のポートと、第１のブレーキディスクと、第２のブレーキディスクと、ピストンと、付勢部材とを備える。ジェロータアッセンブリは、ロータ及びステータを含む。揺動スティックは、第１の端部がロータに連結される。出力シャフトは、揺動スティックの第２の端部に連結される。ハウジングアッセンブリは、ジェロータアッセンブリ、揺動スティック及び出力シャフトを受け入れる。第１のポートは、ジェロータアッセンブリと連通する。第２のポートは、ジェロータアッセンブリと連通する。第１のブレーキディスクは、出力シャフトに連結される。第２のブレーキディスクは、ハウジングアッセンブリに連結される。ピストンは、ブレーキディスクの少なくとも一つに隣接してハウジングアッセンブリに配置される。ピストンは、ハウジングアッセンブリと協働してブレーキ圧力チャンバーを画定する。ハウジングアッセンブリと第１及び第２ポートは、両方のポートの加圧によってブレーキ圧力チャンバーの加圧が生じるように形状付けられている。付勢部材は、ハウジングに配置されてピストンと接触する。付勢部材は、ピストンをブレーキディスクの少なくとも一つの方に押圧する。

さらに他の実施例によれば、スプールバルブタイプの油圧装置は、ハウジングと、ハウジングに配置されたスプールバルブと、スプールバルブと協動するジェロータアッセンブリと、スプールバルブ及びハウジングと協動するスプリング適用／加圧リリースブレーキアッセンブリとを含む。ハウジングは、第１及び第２のポートを画定する。スプールバルブは、ホイール又はモータなどの関連装置に連結するように形状付けられた出力端部を有する、ハウジングから軸方向に伸びる一部分を含む。ジェロータアッセンブリは、第１及び第２のポートと連通する。両方のポートの加圧によってスプールバルブの回転を許容する解放位置にスプリング適用／加圧リリースブレーキアッセンブリを作動させる。

上述の油圧装置は、油圧モータが流入ポート又は流出ポートを通じて流体を受け入れない間、上述のブレーキ及び／又はブレーキアッセンブリの加圧が油圧モータの回転を許容する解放位置に作動させるのを許容する機構を含むことができる。また、上述の油圧装置は、流体で被膜されたベアリング面の形成を助長するぎざぎざのついた面を含むことができる。

以下に詳述される油圧装置は、油圧モータとブレーキアッセンブリとを含む。油圧装置は、油圧モータが圧力がかかっていない状態のときに油圧モータが回転するのを抑えることができる小さなブレーキパッケージを提供する。ブレーキアッセンブリは、圧力が油圧モータのどちらかのポートに加わったときに解除されることができる。

図１を参照すると、油圧装置１０は、フロントハウジング部分１２とリアハウジング部分１４とを含むハウジングアッセンブリを有する。この二つのハウジング部分は、ハウジング部分に形成されたボルト穴１６及び１８に受け入れられるボルト（図示せず）を介して一方側のハウジング部分に結合する。

ロータアッセンブリ２２は、リアハウジング部分１４に連結する。図示の実施例では、ロータアッセンブリ２２は、ステータ２４とロータ２６とを含む周知のジェロータアッセンブリと類似する。ロータ２６は、周知の方法でステータ２４と協働する複数の歯を有し、油圧流体が拡張流体ポケットの方に導かれたときにステータに対してロータが回転し旋回する際の拡張流体ポケット及び収縮流体ポケットを画定する。

また、駆動リンク又は揺動シャフトとして参照される揺動スティック３０は、第１の端部３２においてロータ２６と接触する。揺動スティック３０は、周知技術のスプライン結合を介してロータ２６に取り付けることができる。揺動スティック３０の第１の端部３２は、ロータ２６がステータ２４に対して回転旋回するときにステータ２４に対して回転旋回する。揺動スティック３０の第２の端部３４は、出力シャフト４０に接触する。

出力シャフト４０は、その回転軸４４に沿って一直線に合わされた中央開口部４２を含む。揺動スティック３０は、周知技術のスプライン結合を介して出力シャフト４０に結合する。ステータ２４に対するロータ２６の軌道移動は、出力シャフト４０の回転軸４４を中心とした出力シャフト４０の回転移動に変わる。

磨耗プレート５０は、リアハウジング部分１４とロータアッセンブリ２２との間に挟まれている。磨耗プレート５０は、出力シャフト４０の回転軸４４から半径方向に離間した複数の開口５２を含む。磨耗プレート５０の開口５２は、周知技術の方法でロータアッセンブリに形成された（拡張または収縮する）小室と連通する。従って、多数の開口５２は、多数の小室と等しい。

端部プレート５６は、磨耗プレート５０に対してジェロータアッセンブリの反対側においてジェロータアッセンブリ２２に結合する。図示の実施例では、端部プレート５６は、装置１０の可動構成要素としてハウジングアッセンブリを閉じる。

油圧装置１０がモータとして作動するとき、出力シャフト４０の回転は、ロータアッセンブリ２２の拡張小室に加圧流体を送ることによって生じる。また、油圧装置１０は、出力シャフト４０が外部の動力装置、例えばガソリンあるいはディーゼルエンジンによって駆動されるとき、ポンプとして作動する。（概略的に示された）第１のポート６０は、流体源（図示せず）と、（概略的に示された）通路６４を介してリアハウジング部分１４に形成された第１の環状溝６２とに連通する。第１の環状溝６２は、出力シャフト４０を受け入れるリアハウジング部分１４に形成された中央開口６６から半径方向外方に伸びると共に中央開口６６と連通する。

図３を参照すると、出力シャフト４０は、第１の軸スロット７０と第２の軸スロット７２とを含むスプールバルブとして作用する。これらの軸スロットは、当業者でタイミングスロットあるいは供給スロットとして呼ばれる。第２の軸スロット７２は、関連装置、例えばホイールやエンジンに取り付ける出力端部７６と反対側にある端部に隣接した出力シャフト４０に形成された環状溝７４と連通する。

図１を再び参照すると、第１の環状溝６２は、出力シャフト５４に形成された第１の軸スロット７０と選択的に連通する。概ね軸線状の通路８０（図１には一つのみ示す）は、リアハウジング部分１４の中央開口６６と磨耗プレート５０の開口５２との間で伸びる。軸線状の通路８０は、第１の環状溝６２から軸方向に離間した位置であって、出力シャフトが回転するときに出力シャフト４０の軸スロット７０及び７２と連通するのを許容する位置においてリアハウジング部分１４の中央開口６６と連通する。

流体は、ロータアッセンブリ２２の偏心ラインの一方側の磨耗プレート５０の開口５２を介してロータアッセンブリ２２のポケットに流入し、偏心ラインの他方側の磨耗プレート５０の開口５２を介してロータアッセンブリから流出する。リアハウジング部分１４に形成された第２の環状溝８２は、通路８６を介して出力ポート８４（図１において両方とも概略的に示す）と連通する。

図２は、図１に示されたロータアッセンブリ２２の偏心ラインの反対側にあるリアハウジング部分１４の通路を示す油圧装置１０の断面図を示す。ラジアル通路９０は、第１の環状溝６２から伸び、軸線状の通路９２と連通する。バルブ９４は、通路９２に配置され、環状溝６２からロータアッセンブリ２２のポケットへの流れを選択的に阻止する。傾斜通路９６は、軸線状の通路９２を磨耗プレート５０と接するリアハウジング部分１４の後面に連結する。傾斜通路９６は、加圧された流体が磨耗プレート５０の中央開口５４の方へ流れるのを許容し、バルブ９４は、この加圧された流体がロータアッセンブリ２２野中に流入するのを防止する。図示の実施例のバルブ９４は、シャトルバルブであり、ロータアッセンブリ２２から傾斜通路９６への流れを許容すると共に、流体が第１の環状溝６２及び第１のポート６０の方へ流れるのを防止する。

再び図１を参照すると、加圧された流体は、以下の詳細に説明される通路を通じて流れ、装置１０のハウジングアッセンブリに画定されたブレーキチャンバー１００を加圧する。ポート６０又はポート８４のどちらであっても油圧モータのための注入口として使用でき、ブレーキチャンバー１００は加圧される。これは、シャトルバルブ９４に少なくとも部分的に起因する。図示の実施例では、同様のポートが、ジェロータアッセンブリ２２を作動するのに使用され、ブレーキチャンバー１００を加圧する。

装置用ブレーキチャンバーをより詳細に説明する。図３を参照すると、出力シャフト４０は、摩擦ディスク１０４が出力シャフト４０と共に回転するように適当に形状付けられた摩擦ディスク１０４（図１）を受け入れるスプライン部分１０２を含む。図１を参照すると、ディスクスタンプ１０６は、ディスクスタンプが出力シャフト４０に関連して回転しないように周知の方法でフロントハウジング部分１２に取り付いている。ブレーキパッケージ、すなわち摩擦ディスク及びディスクスタンプは、端部プレート５６よりも装置１０の外側端部及び出力シャフト４０の近傍に配置されている。換言すれば、ブレーキパッケージは、ジェロータアッセンブリの「前方」に配置されている。出力シャフト４０のタイミングスロット、ブレーキパッケージ及び出力シャフト４０の出力端部７６は、すべてジェロータアッセンブリ２２の同じ側に配置されており、それは、装置１０の構成を容易にする。

図示の実施例では、ピストン１１０は、摩擦ディスク１０４の一つと接触する。代替的に、配置が僅かに換われば、ピストン１０６は、ディスクスタンプ１０６の一つと接触することができる。シール１１２は、ピストン１１０と接触し、従って、フロントハウジング部分１２は、付勢部材、例えばピストン１１０を摩擦ディスク１０４の方へ押圧するスプリング１１６を受け入れる穴１１４からブレーキチャンバー１００を分離する。ブレーキチャンバー１００が加圧されないときは、スプリング１１６はピストン１１０を摩擦ディスク１０４の方へ押圧し、そして、摩擦ディスクはディスクスタンプ１０６と接触し、それによって、出力シャフト４０の回転を抑制する。

図１を参照すると、前述のように、流体が装置１０のどちらかのポート６０又は８４に流れたときに、加圧された流体は、ブレーキチャンバー１００に流れ、従って、ブレーキチャンバーを解除する。流体は、磨耗プレート５０の中央開口５４を通じて、出力シャフト４０の中央開口４２、軸線状の通路１２０及び半径方向に向いた通路１２２の中に流れる。

図示の実施例では、それらの間に挟まれたスラストベアリングを有する二つのワッシャーを含むスラストベアリングアッセンブリ１３０は、出力シャフト４０のラジアル通路１２２と一直線状になる位置において出力シャフト４０を取り囲む。シール１３４を保持するシールリテイナー１３２は、スラストベアリングアッセンブリ１３０の出力シャフトの外周に嵌合する。ダストカバー１３６は、出力シャフト４０に嵌合し、シール１３４及び他の内部構成要素を保護する。シール１３４は、フロントハウジング部分１２、シールリテイナー１３２及び出力シャフト４０と協働し、ブレーキチャンバー１００の境界を画定する。

加圧された流体は、小型モータのようなものとして作用することができるスラストベアリングアッセンブリ１３０を通じて通過し、ブレーキチャンバー１００を加圧する。加圧されたとき、流体はピストン１１０に作用し、ピストン１１０を摩擦ディスク１０４から離れる方向に押圧する。

油圧装置１０は、図示の実施例がスラストベアリングアッセンブリ１３０以外のベアリングを含まないという点でベアリングレスの装置になることができる。図３を参照すると、出力シャフト４０は、外面に形成されたぎざぎざのついた部分１４０ａ〜１４０ｅを含み、装置１０に存在する流体は、出力シャフトとハウジングアッセンブリとの間のベアリングとして作用するようにぎざぎざのついた部分に流れることができる。ぎざぎざのついた部分は、互いに相互連結しない複数の小さなくぼみから成ることができる。流体は、例えばブレーキチャンバー１００から漏れることがある、あるいは、出力シャフト４０を受け入れる中央開口６６の中に流入されることがある。複数の互いに相互連結しない小さなくぼみは、ベアリングとして作用するぎざぎざのついた部分と油圧装置の他の流体通路とに存在する流体間の望ましくない漏れを阻止する。

ぎざぎざのついた部分は、ハウジングアッセンブリのベアリング面と接触あるいは隣接する位置において出力シャフト４０に沿って配置されている。図示の実施例では、最も左側のぎざぎざのついた部分１４０ａは、出力シャフト４０のスプライン部分１０２から伸び、以下により詳細に説明された第３の環状溝１４２と半径方向に整合された出力シャフト４０の一部分に隣接する。第２のぎざぎざのついた部分１４０ｂは、第３の環状溝１４２と第１の環状溝６２との間に伸びる。第３のぎざぎざのついた部分１４０ｃは、第１の環状溝６２と傾斜通路８０の開口との間に伸びる。第４のぎざぎざのついた部分１４０ｄは、傾斜通路８０の開口と第２の環状溝８２との間に伸びる。第４のぎざぎざのついた部分１４０ｅは、第２の環状溝８２と出力シャフト４０の端部との間に伸びる。これらのぎざぎざのついた部分は、この記載された所で正確に配置される必要はありません。しかしながら、図示の実施例では、出力シャフトの部分、例えば、第３のぎざぎざのついた部分１４０ｃと第４のぎざぎざのついた部分１４０ｄとの間の部分は、バルブの調整を容易にするため、あるいは、出力シャフト４０の中央開口４２が圧力にボールチャッキされるためにぎざぎざになっていない。

出力シャフト４０の中央開口４２が圧力にボールチャッキされるということは、第２の環状溝６２及び８２から軸方向に離間されている第３の環状溝１４２に対する一つの理由である。装置１０が作動するとき、中央開口４２は典型的に圧力を受けるので、第３の環状溝１４２は、出力シャフト４０が、中央開口の内側から働いた圧力で拡張するのを許容する。所望であれば、出力シャフト４０及び装置の他の構成要素を冷却するのを容易にするために、第３の環状溝１４２すなわち装置用の出口として作用するポートは、低圧にボールチャッキされることができる。同様に、所望であれば、冷却を容易にするためにスプリング１１６を受け入れる穴１１４は低圧にボールチェックされることができる。

図４を参照すると、流体がアッセンブリのモータ部分に流れない場合にブレーキアッセンブリが解除されることができる手段が示されている。図４に示すアッセンブリは、以下に述べる構成要素を除いて図１に示すアッセンブリと同じである。従って、簡潔のため同じ符号は、同じ構成要素を表す。出力シャフト４０は、出力シャフトの中央開口４２及びラジアル開口１２２と連通する軸線状の通路１２０と連通する追加の軸線状の通路１５０を含む。図４に示す実施例では、ボール１５２は、軸線状の通路１２０に配置され、軸線状の通路１２０から軸線状の通路１５０への流れを阻止し、従って、ブレーキチャンバー１００を加圧するのにラジアル通路１２２へ流れを導入する。流体が中央開口４２を通って流れない場合、流体源、例えばポンプタイプは、出力シャフト４０の出力端部７６に配置された開口１５４と連通し、ボール１５２を出力シャフト４０の中央開口４２の方へ動かして軸線状の通路１５０に流体を提供することができる。従って、加圧された流体は、軸線状の通路１２０から中央開口４２へ流れるのが阻止され、ラジアル開口１２２及びブレーキチャンバー１００に流れる。図４に示す実施例は、簡易的なシャトルタイプのバルブを示しているが、油圧装置１０の油圧モータ部分を作動する圧力源から加圧された流体を受け入れないときは、他の周知のバルブ構造をブレーキチャンバー１００を加圧するのに使用することができる。同様に、通路１５０は、アッセンブリの他の部分、例えば、ブレーキチャンバー１００に加圧された流体を送るために出力シャフト４０の中央開口４２と流体連通を提供するために磨耗プレート及び／又はリアハウジング部分１４に配置されることができる。また、流体通路は、ブレーキチャンバー１００とその周囲との間に流体通路を提供するためにフロントハウジング部分１２に提供されることができる。

図５は、圧力がアッセンブリのモータ部分に届かない場合にブレーキアッセンブリを解除するための代替的な手段を示す。図５に示す実施例の上部分には、セットスクリュー１６０がフロントハウジング部分１２に形成されたねじ開口１６２に受け入れられる。セットスクリュー１６０は、ピストン１１０と接する偏心伸張部１６４を含む。セットスクリュー１６０は、偏心伸張部１６４がピストン１１０をスプリング１１６の方へ押圧し、ブレーキアッセンブリを作動しないように配置されている。ねじ開口１６２は、出力シャフト４０の回転軸に対して半径方向に整合され、以下に説明されるブレーキをリリースする手段と比較して出力シャフト４０の出力端部７６にホイール（図示せず）が取り付けられたときに容易に使用することができる。

図５に示す実施例の下部分には、セットスクリュー１７０が出力シャフト４０の回転軸に対して平行なねじ通路１７２に受け入れられる。セットスクリュー１７０の締め付けは、開口１７２に配置されたプラグ１７４をピストン１１０の方へ動かし、ピストン１１０をスプリング１１６の方へ押圧し、ブレーキ１００を作動させないにする。両方のセットスクリュー１６０、１７０は、直線移動あるいは回転移動に部材を動かし、ピストンをスプリングの方へ動かす。油圧装置は、一種類の前述の機械的リリース構造だけに使用することができる。リリース構造の同じタイプの一つ以上は、単一の油圧装置に使用できる。

コンパクトな油圧モータ及びブレーキアッセンブリを説明した。変更及び変形は、前述の詳細な説明を読んで理解した上で生じるであろう。本発明は、上述の実施例に限定されない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれの同等するものによって広く画定される。

図１は、油圧モータ及びブレーキアッセンブリを含む油圧装置の中央断面図である。 図２は、図１に示されたジェロータセットの偏心ラインの反対側にある通路を示すために平面で切断した図１の油圧装置の断面図である。 図３は、図１の油圧装置の出力シャフトの側面図である。 図４は、図１に示すものと同様なブレーキアッセンブリが解放されるのを許容する追加の通路を含む油圧装置の中央断面図である。 図５は、油圧装置のブレーキアッセンブリをリリースするための二つの機械的な構造を表す（ロータアッセンブリが図示されない）油圧装置の断面図である。

Claims (7)

1. 油圧装置であって、
   中央開口と流体流入通路と流体流出通路とを有するハウジングであって、前記流体流入通路と流体連通する加圧可能なブレーキチャンバーを少なくとも部分的に画定するハウジングと、
   前記中央開口に受け入れられ前記ハウジングから伸びる出力シャフトであって、前記加圧可能なブレーキチャンバーと連通する流体通路を含む出力シャフトと、
   ステータ及び流体ポケットを画定する歯と協働するロータを備えるロータアッセンブリであって、前記ロータは油圧流体が流体ポケットの方へ導かれたときに前記ステータに対して回転及び旋回し、前記流体ポケットは前記流体流入通路及び前記流体流出通路と連通している、ロータアッセンブリと、
   前記ロータ及び前記出力シャフトに連結され、前記ロータの回転及び旋回に基づいて前記出力シャフトを回転する揺動シャフトと、
   前記出力シャフトに連結された第１のブレーキディスクと、前記ハウジングに連結された第２のブレーキディスクと、前記第１及び第２のブレーキディスクの少なくとも一つに接触するピストンと、前記出力シャフトをブレーキする作動状態に前記ピストンを押圧する付勢手段とを含むブレーキアッセンブリと、を備え、
   加圧された流体は前記出力シャフトの前記流体通路を通じて前記ブレーキチャンバーに流れ、従って、前記ブレーキアッセンブリを解除する、油圧装置。
2. 請求項１記載の油圧装置において、
   前記第１のブレーキディスクは、前記油圧装置によって駆動される部材と連結されるようになっている前記出力シャフトの外側端部分と隣接して前記出力シャフトに連結されていることを特徴とする油圧装置。
3. 請求項１に記載の油圧装置において、
   前記出力シャフトは、互いに相互連結しない複数の小さなくぼみから成るぎざぎざのついた外面を含むことを特徴とする油圧装置。
4. 請求項１に記載の油圧装置において、
   前記流体流入通路と、前記ロータアッセンブリの前記流体ポケットの少なくとも一つとの間の流体通路に配置されたバルブを更に備えることを特徴とする油圧装置。
5. 請求項４に記載の油圧装置において、
   前記バルブは、一方方向の流れをチェックすることを特徴とする油圧装置。
6. 請求項１に記載の油圧装置において、
   前記ハウジングと前記ピストンは、付勢部材チャンバーを少なくとも部分的に画定し、前記付勢部材は、前記付勢部材チャンバーの中に配置され、前記付勢部材チャンバーは、前記流体流出通路と流体連通することを特徴とする油圧装置。
7. 請求項１に記載の油圧装置において、
   前記ブレーキディスクは、前記加圧可能なブレーキチャンバーに配置されていることを特徴とする油圧装置。

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