JP7128642B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は油圧駆動装置に係り、特にモータ出力軸の回転速度を計測することができる回転センサを備える油圧駆動装置に関する。

作業用機械等の走行駆動装置として、油圧モータの回転速度（すなわち回転数）を検出する回転センサを備えた油圧駆動装置が知られている。

特許文献１は、草刈機の車速検出装置を開示する。この車速検出装置では、油圧モータの出力軸の一端側に、出力軸の回転を検出する回転検出機構が設けられている。出力軸に連結された回転軸は、油圧ブロックを貫通して設けられている。回転軸のうち油圧ブロックから突出した部分には、回転検出機構の検出用ギアが取り付けられている。油圧ブロックのうち油圧モータが設けられる側と反対側には、カバーケースを介して電磁ピックアップ機構が取り付けられている。この電磁ピックアップ機構によって、出力軸及び回転軸と一体的に回転する検出用ギアの回転が検出される。

特開平１０－２５７８１５号公報 特開２０１５－２１５００６号公報

油圧駆動装置においてモータ出力軸の回転速度を検出する回転センサを設置する場合、駆動装置全体の軸方向長さが長くならないようにすることが、装置設計上重要である。

しかしながら上述の特許文献１の車速検出装置では、回転検出機構の検出用ギア及び電磁ピックアップ機構が、軸方向に関して油圧ブロックから大きく突出するように、油圧ブロックの側面に取り付けられている。そのため、駆動装置全体として軸方向長さが長くなってしまう。

なお、油圧モータに作動油を供給するための油路が形成された油圧ブロックは、軸方向に関して油圧モータに隣接するように設ける必要がある。また、油圧ブロックの径方向側の側面には様々な配管及び弁が接続される。そのため、装置構成上、軸方向に関して油圧モータとは反対側の油圧ブロックの側面部に回転センサを設けることが好ましい。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、軸方向の長さが長くならないように構成された油圧駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、供給された圧油のエネルギーを回転動力へ変換し、この回転動力により回転軸線に沿って回転する出力軸を備えた本体部と、本体部の出力軸の延伸方向に配置されるとともに、本体部に圧油を供給する油路を有する油圧ブロックと、油圧ブロックに少なくとも一部が配置され、出力軸の回転を検出する回転センサと、を備える油圧駆動装置に関する。

出力軸の延伸方向に関し、本体部は油圧ブロックの一方側に配置され、回転センサは油圧ブロックの他方側に配置され、油圧ブロックの他方側の端部は凹部を有し、回転センサの少なくとも一部は凹部に配置されてもよい。

回転センサは、回転部と、当該回転部の回転速度を測定する検出部とを有し、回転部は、出力軸に連結され、出力軸とともに軸回転し、回転センサは、検出部に回転部の回転速度を測定させることで、出力軸の回転速度を計測してもよい。

出力軸に対する回転部の連結部は、油圧ブロックの凹部に配置されてもよい。

油圧駆動装置は、少なくとも一部が油圧ブロックの凹部に配置され、油圧ブロックに固定される介在部材を更に備え、検出部は、介在部材を介して油圧ブロックに対して固定されてもよい。

出力軸は、相互に連結した第１連結軸及び第２連結軸を有し、第２連結軸は、第１連結軸よりも本体部から離間して配置され、回転部は、第２連結軸に連結されてもよい。

出力軸の一方の端部は油圧ブロックの凹部に配置されてもよい。

本発明によれば、軸方向の長さが長くならないように構成された油圧駆動装置を提供することができる。

図１は、油圧駆動装置の一例を示す図である。 図２は、図１に示す油圧ブロックのうち回転センサが配置される側の端部の一部の内部構成を拡大して示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図１は、油圧駆動装置１０の一例を示す図である。なお理解を容易にするため、図１には、本体ケース４１及び回転ケース４２の外観状態が示されるとともに、油圧ブロック２０内の装置構成が図示されている。

油圧駆動装置１０は、油圧モータ１２、油圧ブロック２０及び回転センサ３０を備える。すなわち油圧駆動装置１０は、供給された圧油のエネルギーを回転動力へ変換し、この回転動力により回転軸線Ａｘに沿って回転する出力軸１４を備えた本体部１３と、本体部１３の出力軸１４の延伸方向に配置されるとともに、本体部１３に圧油を供給する油路２１を有する油圧ブロック２０と、油圧ブロック２０に少なくとも一部が配置され、出力軸１４の回転を検出する回転センサ３０と、を備える。

油圧モータ１２は、図示しない油圧源から供給される作動油（すなわち圧油）により駆動され、回転出力を生み出す任意の構成を採用することができる。典型的には、歯車モータ、ベーンモータ或いはプランジャモータを油圧モータ１２として使用することが可能である。本実施形態の油圧モータ１２は、アキシャル型のプランジャモータによって構成され、特開平１０－２５７８１５号公報が開示する油圧モータと同様の構成としうる。

この油圧モータ１２は、本体ケース４１及び回転ケース４２の各々の内側に配置された本体部１３と、本体部１３から回転軸線方向Ｄ１に突出して軸回転する出力軸１４とを有する。本体部１３は、供給された作動油のエネルギーを回転動力（すなわちトルク）へ変換する。すなわち本体部１３は、作動油を受け入れて回転動力を生み出す。出力軸１４は、回転軸線Ａｘを中心に軸回転し、本体部１３から伝達される回転動力を出力する。

油圧モータ１２の本体部１３は、回転軸線Ａｘが延びる方向である回転軸線方向Ｄ１（すなわち出力軸１４の延伸方向）に関し、油圧ブロック２０の一方側Ｓ１（図１の右側）に配置される。回転センサ３０は、回転軸線方向Ｄ１に関し、油圧ブロック２０の他方側Ｓ２（図１の左側）に配置される。油圧モータ１２の本体部１３の全体は本体ケース４１及び回転ケース４２の内側に配置されており、図１には本体部１３の一部のみが図示されている。

油圧モータ１２の出力軸１４は、第１連結軸１５及び第２連結軸１６を有する。第１連結軸１５及び第２連結軸１６は、相互に連結し、回転軸線Ａｘを中心に一体的に軸回転する。第２連結軸１６は、第１連結軸１５よりも油圧モータ１２の本体部１３から離間して配置されており、油圧ブロック２０を貫通するように設けられている。

なお、油圧モータ１２は、図１に示す出力軸１４（以下「第１の出力軸」とも称する）とは異なる出力軸（以下「第２の出力軸」とも称する；図示省略）を更に有する。この第２の出力軸は、回転ケース４２の内側に配置されている。第１の出力軸及び第２の出力軸は、共に回転軸線方向Ｄ１へ延在し、相互に連結され、共通の回転軸線Ａｘを中心に一体的に軸回転可能に設けられている。ただし、第１の出力軸及び第２の出力軸は、回転軸線方向Ｄ１に関して相互に反対の方向に向かって本体部１３から突出しており、第１の出力軸（すなわち出力軸１４）は図１の左側に向かって本体部１３から突出するのに対し、第２の出力軸は図１の右側に向かって本体部１３から突出している。第２の出力軸の回転出力は、回転ケース４２内に設けられる減速機（図示省略）を介して回転ケース４２に伝えられる。これにより、回転ケース４２は回転軸線Ａｘを中心に軸回転する。回転ケース４２は外部連結部４２ａにおいてスプロケット（図示省略）により無限軌道のクローラに連結され、当該クローラは回転ケース４２の軸回転によって回転駆動される。ただし、油圧モータ１２は、上述の第１の出力軸及び第２の出力軸の代わりに、単一の出力軸を備えていてもよい。

本体ケース４１は、外部連結部４１ａを介して走行機の枠組み等の固定部材（例えばトラックフレーム）に連結され、回転ケース４２とは分離して設けられており、軸回転しない。この本体ケース４１には油圧モータ１２の本体部１３及び油圧ブロック２０が連結されており、本体ケース４１は、油圧モータ１２の本体部１３及び油圧ブロック２０を固定的に支持する。

油圧ブロック２０には、油圧モータ１２に接続される複数の油路２１が形成されている。これらの油路２１には、油圧モータ１２の駆動のための作動油が流される。すなわち、油圧ブロック２０に形成された油路２１を介し、油圧モータ１２の本体部１３に作動油が供給され、また当該本体部１３から作動油が排出される。このように、油圧源（図示省略）からの作動油を油圧モータ１２に供給するための油路２１や油圧モータ１２からの作動油を排出するための油路２１が、油圧ブロック２０に形成されている。なお油圧ブロック２０の径方向Ｄ２の側面には作動油の供給及び排出を行うための配管６２が適宜接続され、また油圧ブロック２０内の油路２１には、必要に応じて、作動油の流れを制御及び遮断するための要素（典型的にはリリーフ弁やシャトル弁等の弁体）が配置される。なお図１に示す油圧駆動装置１０では、油圧ブロック２０の径方向Ｄ２の側面に対して配管６２が継手部材６１（例えばスプリットフランジ金具（特許文献２参照）等）を介して固定されており、配管６２と油路２１との間における比較的高圧の作動油の供給及び排出が適切に行われる。また例えば、図１において符号「２１ａ」で示される油路にリリーフ弁（図示省略）を配置してもよいし、符号「２１ｂ」で示される油路にシャトル弁（図示省略）を配置してもよい。このように油路２１において各種の弁等の要素を配置することによって、油路２１における作動油の圧力を調整したり、油路２１における作動油の流れを調整したりすることができる。

回転センサ３０は、出力軸１４の回転速度を計測する。上述のように、出力軸１４の回転は油圧駆動装置１０（本実施形態では回転ケース４２）に連結されるクローラの回転と連動している。そのため、回転センサ３０は、出力軸１４の回転速度を計測することによって、クローラの回転速度を検知することができ、当該クローラを具備する作業用機械等の走行機の走行速度の計測センサとして機能する。本実施形態の回転センサ３０の少なくとも一部は、油圧ブロック２０の他方側（図１の左側）の端部に設けられた凹部に配置されている。

図２は、図１に示す油圧ブロック２０のうち回転センサ３０が配置される側の端部の一部の内部構成を拡大して示す図である。

回転センサ３０は、回転部３２と、当該回転部３２の回転速度を測定する検出部３１とを有する。回転部３２は、第２連結軸１６（出力軸１４）に連結され、第２連結軸１６とともに軸回転する。検出部３１は、配線部５５を介してコントローラ（図示省略）に接続されており、測定結果をコントローラに送信する。なお、検出部３１による回転部３２の回転速度の測定手法は特に限定されない。例えば特開平１０－２５７８１５号公報に記載のように、回転部３２の外周面に形成された複数の歯部を電磁ピックアップ機構によって構成される検出部３１によって順次検出することによって、回転部３２の回転速度を測定することが可能である。回転センサ３０は、検出部３１に回転部３２の回転速度を測定させることで、第２連結軸１６（出力軸１４）の回転速度を計測する。

回転部３２及び検出部３１は、回転軸線方向Ｄ１に並んで配置されている。回転部３２は油圧ブロック２０に形成された凹部２２に配置され、検出部３１は当該凹部２２から回転軸線方向Ｄ１に突出するように設けられている。

すなわち、油圧ブロック２０の他方側（図２の左側）の端部は凹部２２を有する。この凹部２２は、油圧ブロック２０の他方側端部の一部が他方側から一方側（すなわち図２の左側から右側）に向かって窪むことで形成されており、円柱状のスペースによって凹部２２が構成されている。図示の凹部２２は、第２連結軸１６が延在する油圧ブロック２０の貫通孔４５に連通するようにして設けられており、凹部２２の中心を回転軸線Ａｘが通過する。回転軸線Ａｘと垂直な方向である径方向Ｄ２に関し、凹部２２は貫通孔４５よりも大きい。ただし、凹部２２の径方向Ｄ２の大きさは特に限定されない。凹部２２の径方向Ｄ２の大きさは、貫通孔４５の径方向Ｄ２の大きさと同じであってもよいし、貫通孔４５の径方向Ｄ２の大きさよりも大きくてもよい。

なお検出部３１及び回転部３２の両者又は回転部３２は、図１に示す継手部材６１と、径方向Ｄ２に関する投影が、少なくとも部分的に重なるように配置されることが好ましい。この場合、油圧駆動装置１０（特に油圧ブロック２０）の回転軸線方向Ｄ１の長さを抑えることができる。

図２に示す油圧駆動装置１０の凹部２２には、回転部３２の他に、リング部材４０、ベアリング５０及び第２連結軸１６の一方の端部が配置されている。

すなわち、第２連結軸１６は、貫通孔４５及び凹部２２にわたって延在し、ベアリング５０によって軸回転可能に保持されている。凹部２２に配置される第２連結軸１６の一方の端部は、ネジ等の第３固定具５３を介し、回転部３２のセンサ連結部３３に連結されている。このように、第２連結軸１６（出力軸１４）と回転部３２とを連結するための回転部３２の連結部３３は、凹部２２内に配置されている。

リング部材４０は、環状の介在部材であり、径方向Ｄ２に関して回転部３２を取り囲むように配置され、検出部３１を油圧ブロック２０に対して固定するための中間部材を構成する。図２に示すリング部材４０は、第１固定具５１によって検出部３１が固定されるとともに、第２固定具５２によって油圧ブロック２０に固定されている。すなわち、検出部３１のうち径方向Ｄ２に突出する環状のフランジ部分が、回転軸線方向Ｄ１に延在する第１固定具５１によって、リング部材４０に固定されている。また、回転軸線方向Ｄ１に延在する第２固定具５２によって、リング部材４０が油圧ブロック２０に固定されている。これにより、検出部３１は、リング部材４０を介して油圧ブロック２０に固定される。

なお図２に示す油圧駆動装置１０では、検出部３１の配置調整に、第２連結軸１６（すなわち出力軸１４）を取り囲むようにして設けられるベアリング５０の配置が利用されており、リング部材４０を介して検出部３１の配置を精度良く所望位置に調整することができる。すなわち、図２に示すリング部材４０は、内側に配置される部材に応じて、回転軸線方向Ｄ１に関する異なる位置において複数の異なる内径を有する。具体的には、リング部材４０のうち、ベアリング５０が内側に配置される箇所（一方側Ｓ１の嵌合部；図２の符合「４０ａ」参照）は、ベアリング５０の外径とほぼ同じ内径を有し、内側に配置されるベアリング５０と接触する。またリング部材４０のうち、検出部３１が内側に配置される箇所（他方側Ｓ２の嵌合部；図２の符合「４０ｃ」参照）は、内側に配置される検出部３１の外径とほぼ同じ内径を有し、内側に配置される検出部３１と接触する。またリング部材４０のうち、回転部３２が内側に配置される箇所（図２の符合「４０ｂ」参照）は、回転部３２の外径よりも大きい内径を有し、回転部３２の回転を阻害しないように回転部３２から離されて設けられている。これにより、ベアリング５０が配置される箇所４０ａと検出部３１が配置される箇所４０ｃとの間の相対的な位置関係を、リング部材４０を介して精度良く調整でき、検出部３１及び回転部３２の芯を、簡単且つ高精度に、回転軸線Ａｘに合わせることができる。なお、リング部材４０の上述の複数の内径を形成するための孔部は予め定められた条件下で一度に形成されることが好ましく、上述の各箇所４０ａ、４０ｂ、４０ｃを同時に加工して、各箇所４０ａ、４０ｂ、４０ｃ間で所望の相対位置関係が保たれることが好ましい。

本実施形態のリング部材４０は、油圧ブロック２０に対して着脱可能に設けられている。リング部材４０が油圧ブロック２０に取り付けられていない場合には、回転部３２の径方向Ｄ２外側に空間が形成される。当該空間を利用することで、第３固定具５３を使った回転部３２（すなわちセンサ連結部３３）及び第２連結軸１６（すなわち出力軸１４）の連結の作業を容易に行うことができる。

なおリング部材４０の形状や大きさは特に限定されない。ただしリング部材４０は、第２連結軸１６及び回転部３２の軸回転を阻害せず、且つ、検出部３１及び油圧ブロック２０に連結される形状及びサイズを有する。したがってリング部材４０は、凹部２２において、径方向Ｄ２に関し、第２連結軸１６及び回転部３２よりも外側に配置され、第２連結軸１６及び回転部３２から離間して設けられることが好ましい。また回転軸線方向Ｄ１に関する検出部３１の投影像とリング部材４０の投影像とが、少なくとも一部で重なることが好ましい。また回転軸線方向Ｄ１に関するリング部材４０の投影像と油圧ブロック２０の投影像とが、少なくとも一部で重なることが好ましい。

また上述の第１固定具５１、第２固定具５２及び第３固定具５３の具体的な構成も特に限定されないが、典型的にはネジによって構成可能である。また第１固定具５１、第２固定具５２及び第３固定具５３の各々の設置数及び設置位置も特に限定されない。

以上説明したように本実施形態の油圧駆動装置１０によれば、油圧ブロック２０の凹部２２に回転センサ３０の少なくとも一部が配置されるため、油圧駆動装置１０全体の回転軸線方向Ｄ１の長さを低減することができる。なお図１及び図２に示す油圧駆動装置１０では、検出部３１及び回転部３２の一部が凹部２２内に配置されているが、検出部３１及び回転部３２の一方又は両方の全部が凹部２２内に配置されてもよい。凹部２２における検出部３１及び回転部３２の配置割合を大きくすることで、油圧ブロック２０からの回転センサ３０の突出量を抑えることができる。

またリング部材４０を設置することによって、検出部３１を油圧ブロック２０に対して直接的に固定することが難しい場合であっても、リング部材４０を介して検出部３１を油圧ブロック２０に適切に固定することができる。このようなリング部材４０（介在部材）を用いることによって、既存の油圧駆動装置１０に対する回転センサ３０の適用が簡単になり、駆動装置全体の回転軸線方向Ｄ１の長さを抑えることもできる。またリング部材４０を利用することによって、例えば予め形状及びサイズが決められている市販の回転センサ（すなわち検出部及び回転部）を本実施形態の油圧駆動装置１０に用いることができ、製造コストを抑えることができるだけではなく、様々なタイプの回転センサを油圧駆動装置１０に適用することが可能になる。

なお図１及び図２に示す油圧駆動装置１０では、リング部材４０の全部が凹部２２内に配置されているが、リング部材４０の一部のみが凹部２２内に配置されていてもよい。また図１及び図２では環状のリング部材４０が検出部３１と油圧ブロック２０との間の介在部材として設けられているが、環状以外の形状を持つ部材が当該介在部材として設けられていてもよい。

本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形が加えられた各種態様も含みうるものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

例えば、上述の図１及び図２に示す油圧駆動装置１０では、第１固定具５１、第２固定具５２及び検出部３１の各々の一部が、油圧ブロック２０の他方側端部（図１及び図２の左側端部）から突出しているが、これらの部材の全てを凹部２２に配置してもよい。その場合、油圧ブロック２０の他方側端部からの出っ張りを小さくすることができる。また検出部３１から延びる配線部５５を、油圧ブロック２０の他方側端部から突出しないように配置することで、油圧ブロック２０の他方側端部からの出っ張りを低減又はなくすことができる。例えば、油圧ブロック２０の他方側端面に溝部（すなわち上述の凹部２２とは別個の凹部）を形成し、或いは油圧ブロック２０の他方側端部に孔部を形成し、この溝部又は孔部に配線部５５を配置することで、配線部５５を、油圧ブロック２０の他方側端部から突出しないように配置することができる。

また図１及び図２に示す油圧駆動装置１０ではリング部材４０が設けられているが、検出部３１が、油圧ブロック２０に対して直接的に連結可能な形状及びサイズを有する場合には、リング部材４０が設けられなくてもよい。

なお油圧駆動装置１０は、上述の実施形態以外の構成を採用してもよい。例えば、本体部１３、出力軸１４、油路２１、油圧ブロック２０及び回転センサ３０の配置、形状及び構成要素は特に限定されない。また、出力軸１４の回転を検出する回転センサ３０が計測する具体的な対象も限定されない。

１０ 油圧駆動装置
１２ 油圧モータ
１３ 本体部
１４ 出力軸
１５ 第１連結軸
１６ 第２連結軸
２０ 油圧ブロック
２１ 油路
２２ 凹部
３０ 回転センサ
３１ 検出部
３２ 回転部
３３ センサ連結部
４０ リング部材
４１ 本体ケース
４１ａ 外部連結部
４２ 回転ケース
４２ａ 外部連結部
４５ 貫通孔
５０ ベアリング
５１ 第１固定具
５２ 第２固定具
５３ 第３固定具
５５ 配線部
６１ 継手部材
６２ 配管
Ａｘ 回転軸線
Ｄ１ 回転軸線方向
Ｄ２ 径方向
Ｓ１ 一方側
Ｓ２ 他方側

Claims (6)

1. 供給された圧油のエネルギーを回転動力へ変換し、この回転動力により回転軸線に沿って回転する出力軸を備えた本体部と、
   前記本体部の前記出力軸の延伸方向に配置されるとともに、前記本体部に前記圧油を供給する油路を有する油圧ブロックと、
   前記油圧ブロックに少なくとも一部が配置され、前記出力軸の回転を検出する回転センサと、を備え、
   前記出力軸の前記延伸方向に関し、前記本体部は前記油圧ブロックの一方側に配置され、前記回転センサは前記油圧ブロックの他方側に配置され、
   前記油圧ブロックの前記他方側の端部は凹部を有し、
   前記回転センサの少なくとも一部は前記凹部に配置される、油圧駆動装置。
2. 前記回転センサは、回転部と、当該回転部の回転速度を測定する検出部とを有し、
   前記回転部は、前記出力軸に連結され、前記出力軸とともに軸回転し、
   前記回転センサは、前記検出部に前記回転部の回転速度を測定させることで、前記出力軸の回転速度を計測する請求項１に記載の油圧駆動装置。
3. 前記出力軸に対する前記回転部の連結部は、前記油圧ブロックの凹部に配置される請求項２に記載の油圧駆動装置。
4. 少なくとも一部が前記油圧ブロックの凹部に配置され、前記油圧ブロックに固定される介在部材を更に備え、
   前記検出部は、前記介在部材を介して前記油圧ブロックに対して固定される請求項２又は３に記載の油圧駆動装置。
5. 前記出力軸は、相互に連結した第１連結軸及び第２連結軸を有し、
   前記第２連結軸は、前記第１連結軸よりも前記本体部から離間して配置され、
   前記回転部は、前記第２連結軸に連結される請求項２～４のいずれか一項に記載の油圧駆動装置。
6. 前記出力軸の一方の端部は前記油圧ブロックの凹部に配置される請求項１～５のいずれか一項に記載の油圧駆動装置。

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