JPH07332217A - 油圧モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用圧力の如何に拘らず容積効率を高く維持
する。 【構成】 容積室１６０を形成するために、内歯部材１
２０及び外歯部材１３０の軸方向端部を閉塞するエンド
プレート１８０を備えた油圧モータにおいて、エンドプ
レート１８０の一面にチャンバ１８２を形成し、このチ
ャンバ内に容積室１６０に供給する圧油の一部を導く。
これにより、エンドプレート１８０に圧油の圧力に応じ
た弾性変形をに生じさせることができ、高圧になるほど
同じ隙間でも漏れ量が多くなって容積効率が低下すると
いう現象を効果的に回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧モータ、特にシー
リング機能を向上させることにより、より高い効率を得
ることのできる油圧モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図６〜図８に示されるよう
な油圧モータが提案されている。この油圧モータは、ケ
ーシング１０、内歯部材２０、外歯部材３０、ドライブ
部材４０、出力軸５０、容積室６０、及び圧油供給手段
７０とから主に構成される。

【０００３】内歯部材２０は内歯に相当するローラ２１
を備え、ケーシング１０に（静止弁部材７４を介して）
固定されている。外歯部材３０はローラ（内歯）２１の
数より１だけ少ない数の外歯３１を備え、内歯部材２０
の前記ローラ２１と内接噛合しながら内歯部材２０の軸
中心Ｏの周りを公転する。この外歯部材３０は中心部に
内スプライン３２を備える。

【０００４】ドライブ部材４０は両端に凸状の外スプラ
イン４１、４２を備え、外スプライン４１が外歯部材３
０の前記内スプライン３２と噛合している。出力軸５０
は、ドライブ部材４０の前記外スプライン４２と噛合す
る内スプライン５１を備える。なお、出力軸５０はスプ
ライン５２を介して回転ケース５３と連結されている。

【０００５】図７に示されるように、内歯部材２０と外
歯部材３０との間には複数の容積室６０が形成される。
この容積室６０には圧油供給手段７０により、外歯部材
３０の回転と同期して選択的に圧油が供給される。

【０００６】なお、この従来例では、該圧油供給手段７
０は、カウンタバランスバルブ７３、静止弁部材７４、
回転弁部材７５、及びこれらの各部材間に形成された多
数の油路から主に構成されるが、この具体的な構成につ
いては既に例えば実開平３−９９８７４号において詳細
な開示があり、又、本発明の要旨と直接関係がないため
説明を省略する。なお、図８において符号９８はポン
プ、９９は切換弁である。

【０００７】次に、この油圧モータの作用を簡単に説明
する。

【０００８】油圧ポンプ９８によって発生された圧油
は、切換弁９９の切換によってカウンタバランスバルブ
７３、静止弁部材７４、及び回転弁部材７５内に形成さ
れた所定の油路を経由して内歯部材２０と外歯部材３０
との間の容積室６０の一部に選択的に供給される。この
結果圧油の供給された容積室６０の容積が拡大する方向
に外歯部材３０が回転する。この選択的な圧油の供給
は、静止弁部材７４、回転弁部材７５の機能により外歯
部材２０の回転と同期して行われ、この結果、外歯部材
３０が内歯部材２０に対して同一方向に連続的に内接回
転する。

【０００９】ここで外歯部材３０の外歯３１の歯数は内
歯部材２０のローラ（内歯）２１の歯数より１だけ少な
いため、外歯部材３０は軸中心Ｏの周りを１回公転する
毎に（固定状態とされた）内歯部材２０に対して１歯分
だけずれる（自転）することになる。外歯部材３０のこ
の公転及び自転の合成された運動は、外歯部材３０の内
スプライン３２とドライブ部材４０の凸状の外スプライ
ン４１の噛合によって公転成分が吸収されると共に自転
成分のみが取出され、更に外スプライン４２、内スプラ
イン５１を介して出力軸５０へと伝達される。出力軸５
０はスプライン５２を介して回転ケース５３と連結され
ているため、結局回転ケース５３は該自転成分と同一の
回転速度で回転し、非常に強力なトルクを取出すことが
できる。

【００１０】なお、この油圧モータには、前記容積室６
０を形成するために、内歯部材２０及び外歯部材３０の
軸方向端部（図６における右端部）に、該端部を閉塞す
るエンドプレート８０が設けられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記エンドプレート８
０は、漏れの少ない容積室６０を形成し、且つ外歯部材
３０を円滑に回転させるために、該外歯部材３０とエン
ドプレート８０との間に厳密に管理された隙間δ（通常
１０〜３０μm ）を確保した上で組付けられなければな
らないという問題があった。

【００１２】即ち、この隙間δが小さ過ぎると、外歯部
材３０が回転するときの抵抗が増大して、機械効率が低
下するが、一方、この隙間δが大き過ぎると容積室６０
の密閉度が低くなって漏れが多くなり、圧油の持つエネ
ルギーを効率的に外歯部材３０の回転エネルギーに変換
できなくなるという問題があったものである。

【００１３】ここで、この問題を更に複雑化しているの
は、容積室６０からの圧油の漏れ量は、隙間δの３乗に
圧油の圧力を乗じた値に比例するため、隙間δを一定に
管理した場合、圧力が大きくなるほど漏れ量が多くな
り、容積効率が低下してしまうという事情があることで
ある。

【００１４】図９に油圧モータの回転速度（rpm ）と容
積効率（％）との関係を圧油の圧力（kgf ／cm² ）をパ
ラメータとして示す。

【００１５】図から明らかなように、圧油の圧力が高く
なるほど容積効率が低下していることがわかる。

【００１６】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、圧油の圧力の高低の如何に拘ら
ず、エンドプレートと外歯部材との間に常に適正な隙間
を形成することができ、その結果油圧モータがいかなる
使用状態にあるときにあっても、常に高い効率を得るこ
とができるようにすることをその目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシングに
固定された内歯部材と、該内歯部材と内接噛合しながら
内歯部材の軸中心の周りを公転する外歯部材と、該外歯
部材の前記公転成分を吸収すると共に自転成分のみを取
出すドライブ部材と、該ドライブ部材の前記自転成分を
受けて回転する出力軸と、前記内歯部材と外歯部材との
間に形成される複数の容積室に外歯部材の回転と同期し
て選択的に圧油を供給し、外歯部材が内歯部材に対して
連続して同一方向に前記内接噛合を行うように駆動する
圧油供給手段とを備え、且つ前記容積室を形成するため
に、前記内歯部材及び外歯部材の軸方向端部を閉塞する
エンドプレートを備えた油圧モータにおいて、前記エン
ドプレートの、前記内歯部材及び外歯部材の存在する面
と反対側の面に沿って形成されたチャンバと、該チャン
バ内に、前記容積室に供給する前記圧油の一部を導くた
めの油路とを備えたことにより、上記課題を解決したも
のである。

【００１８】

【作用】本発明においては、エンドプレートの内歯部材
及び外歯部材の存在する面と反対側の面に沿ってチャン
バを形成し、このチャンバ内に容積室に供給する圧油の
一部を導くようにした。この結果、エンドプレートは圧
油の圧力に応じた量だけ、内歯部材及び外歯部材の存在
する側に向けて弾性変形するようになり、圧油の圧力が
強いときほど外歯部材との間の隙間をより小さくするこ
とができる。

【００１９】なお、弾性変形する量は、圧油の圧力が同
一の場合、エンドプレートの厚さが薄いほど、又、チャ
ンバ内に供給された圧油の受圧面積が大きいほど大きく
なるため、油圧モータの使用油圧や設定されるべき隙間
に応じ個々の油圧モータに最適な弾性変形が得られるよ
うな厚さあるいは受圧面積となるようにエンドプレート
あるいはチャンバを設計すればよい。

【００２０】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００２１】なお、この実施例に係る油圧モータにおい
ては、エンドプレートを弾性変形させる構成以外の基本
構造については図６〜図８を用いて説明した従来例の構
成を特に変更していない。

【００２２】図１〜図３において、符号１８０がエンド
プレート、１７３がカウンタバランスバルブ、１７６は
カウンタバランスバルブ１７３を収容しているカウンタ
バランスバルブブロックである。

【００２３】なお、このカウンタバランスバルブ１７３
は、当該油圧モータを接続している機器等の負荷が急速
に除去されるような場合、（例えば本油圧モータを車両
の走行モータとして使用した場合に坂道等で車重により
車両が暴走するような場合（負荷の急激な減少））に圧
油の供給系統に適当な背圧を与えるべく従来設けられて
いるものであり、戻り油路側の油圧が所定値よりも低く
なったときに当該戻り油路をスプール１７７のランド１
７７b が閉塞して背圧が与えられる構成としたものであ
る（図４）。

【００２４】本実施例ではこのカウンタバランスバルブ
１７３の機能を利用してエンドプレート１８０の弾性変
形を実現している。

【００２５】即ち、エンドプレート１８０は、内歯部材
１２０及び外歯部材１３０の存在する面と反対側の面の
中央部に円形の凹部１８１が形成され、この凹部１８１
とカウンタバランスバルブブロック１７６の端面１７６
a との間にチャンバ１８２が形成されている。

【００２６】一方、カウンタバランスバルブ１７３のシ
リンダ部１７８に環状の溝部１８３を設け、この環状の
溝部１８３と前記チャンバ１８２とを連通する油路１８
４をカウンタバランスバルブブロック１７６内に形成し
た。なお、符号１８５はシール、１９０、１９１はポー
ト、１７７a はスプール１７７のランドである。

【００２７】その他の構成については図６〜図８を用い
て説明した従来例と基本的に同一であるため、図中で該
従来例と対応する部分に下２桁が同一の符号を付すに止
め重複説明は省略する。

【００２８】次にこの実施例の作用を説明する。

【００２９】図１〜図３に示されるように、切換弁１９
９が中立（図のＢの位置）とされている場合は、ポート
１９０、１９１の圧力は低い。従って、ポート１９０と
環状の溝部１８３、油路１８４を介して接続されている
エンドプレート１８０の凹部１８１（チャンバ１８２）
にオイルが導かれてもその圧力が低いことからエンドプ
レート１８０はほとんど弾性変形しない。そのため該エ
ンドプレート１８０と外歯部材１３０、内歯部材１２０
の隙間δは従来とほとんど変わらず、従来の油圧モータ
と機能的に同一となる。

【００３０】これに対し、図４に示すように、切換弁１
９９が図のＡ側に切換えられ、ポート１９１に高圧油が
作用するときは、環状の溝部１８３、油路１８４を介し
てエンドプレート１８０の凹部１８１（チャンバ１８
２）に当該高圧油が作用し、エンドプレート１８０は外
歯部材１３０の方向に弾性変形する。

【００３１】そのため、該外歯部材１３０とエンドプレ
ート１８０との隙間δが小さくなり、この隙間δから漏
れる高圧油も少なくなって容積効率が向上する。前述し
たように、容積室１６０からの圧油の漏れ量は隙間δの
３乗に圧油の圧力を乗じた値に比例するため、本実施例
の作用によって隙間δが少しでも小さくなると漏れ量は
極めて小さくなり、その分容積効率が大きく向上する。

【００３２】この実施例では、チャンバ１８２の圧油の
供給に当ってカウンタバランスバルブ１７３の構成を利
用するようにしたため、切換弁１９９がＣの側にあると
き、即ち、油圧モータを逆回転させるときにも全く同様
な作用を得ることができる。

【００３３】又、弾性変形の量は使用圧力が高くなれば
なるほど多くなるため、隙間δの設定に関し非常に好ま
しい定性的結果を得ることができる。

【００３４】なお、エンドプレート１８０の弾性変形の
量は、該エンドプレート１８０の肉厚（凹部１８１の深
さに依存）の設定により容易に調整することができるた
め、使用圧力に応じた最適な設計を簡易な演算、あるい
は凹部１８１の深さ等を変更した何回かの試行錯誤によ
り容易に設計することができる。

【００３５】次に、本発明を他の油圧モータに適用した
例を図５に示す。

【００３６】この油圧モータは、ケーシング２１０に固
定された内歯部材２２０と、該内歯部材２２０と内接噛
合しながら内歯部材２２０の軸中心Ｏの周りを公転する
外歯部材２３０と、該外歯部材２３０の公転成分を吸収
すると共に自転成分のみを取出すドライブ部材２４０
と、該ドライブ部材２４０の自転成分を受けて回転する
出力軸２５０と、内歯部材２２０と外歯部材２３０との
間に形成される複数の容積室２６０に外歯部材２３０の
回転と同期して選択的に圧油を供給し、外歯部材２３０
が内歯部材２２０に対して連続して同一方向に前記内接
回転を行うように駆動する圧油供給手段２７０とを備え
たものである。なお、前述した本発明の実施例と対応す
る部分には図中で下２桁が同一の符号を付している。

【００３７】この油圧モータの基本構造はミニショベル
の走行用油圧モータ等に広く応用されており、その具体
的な構成は例えば特公昭４９−３３２９８号公報に開示
されているため、ここでは油圧モータ自体の基本構造の
詳細な説明は省略する。

【００３８】図５において、符号２８０が容積室２６０
を形成するために、内歯部材２２０及び外歯部材２３０
の軸方向端部（図では左側端部）を閉塞するエンドプレ
ートに相当している。このエンドプレート２８０には、
内歯部材２２０及び外歯部材２３０の存在する面と反対
側の面にリング状の凹部２８１が形成され、この凹部２
８１と装着板２９５とによりリング円盤形状のチャンバ
２８２が形成されている。

【００３９】このチャンバ２８２には前記容積室２６０
に供給する圧油の一部がシャトルバルブ２９６を含む油
路２９７を介して導かれている。

【００４０】このような構成をとることにより、油圧モ
ータをいずれの方向に回転させるときでも、常にその高
圧側の圧油によってエンドプレート２８０を外歯部材２
３０が存在する側に向けて弾性変形させることができる
ようになる。又、その変形の度合を使用される圧油の圧
力に応じた量とすることができるため、前述の第１実施
例と全く同様な作用を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
外歯部材及び内歯部材の軸方向端部を閉塞するエンドプ
レートの特に外歯部材に対する軸方向の位置決め（隙間
の大きさ）を使用圧力の如何に拘らず最適に維持するこ
とができ、常に高い効率を得ることができるようになる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された油圧モータの実施例を示す
図６相当の軸断面図

【図２】図１の矢視II−II線に沿う、一部に油圧スケル
トン図を含む断面図

【図３】図２の矢視III で示した部分の拡大図

【図４】流量制御弁が切換えられた状態における図２相
当の断面図

【図５】本発明の他の実施例を示す、一部に油圧スケル
トン図を含む軸断面図

【図６】従来の油圧モータの構成を示す軸断面図

【図７】図６の矢視VII −VII 線に沿う断面図

【図８】図６の矢視VIII−VIII線に沿う、一部に油圧ス
ケルトン図を含む断面図

【図９】油圧モータの回転速度と容積効率との関係を油
圧をパラメータとして示した線図

【符号の説明】

１１０、２１０…ケーシング １２０、２２０…内歯部材 １３０、２３０…外歯部材 １４０、２４０…ドライブ部材 １５０、２５０…出力軸 １６０、２６０…容積室 １７０、２７０…圧油供給手段 １８０、２８０…エンドプレート １８１、２８１…凹部 １８２、２８２…チャンバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングに固定された内歯部材と、該内
   歯部材と内接噛合しながら内歯部材の軸中心の周りを公
   転する外歯部材と、該外歯部材の前記公転成分を吸収す
   ると共に自転成分のみを取出すドライブ部材と、該ドラ
   イブ部材の前記自転成分を受けて回転する出力軸と、前
   記内歯部材と外歯部材との間に形成される複数の容積室
   に外歯部材の回転と同期して選択的に圧油を供給し、外
   歯部材が内歯部材に対して連続して同一方向に前記内接
   噛合を行うように駆動する圧油供給手段と、を備え、且
   つ前記容積室を形成するために、前記内歯部材及び外歯
   部材の軸方向端部を閉塞するエンドプレートを備えた油
   圧モータにおいて、 前記エンドプレートの、前記内歯部材及び外歯部材の存
   在する面と反対側の面に沿って形成されたチャンバと、 該チャンバ内に、前記容積室に供給する前記圧油の一部
   を導くための油路と、 を備えたことを特徴とする油圧モータ。