JPH10220340A - 摩耗補償機能付き弁装置を備えた油圧モータ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな出力用途でも軸方向長さをできるだけ
短くした安価なジロータ型油圧モータ組立体を提供す
る。 【解決手段】 油圧モータ組立体（１０）は、内歯付き
ジロータリング（１８）、ジロータリングに対して遊星
運動可能に設けられた外歯付きジロータスター（２０）
で構成されるジロータ機構部（２２）を含む。主駆動シ
ャフト（３２）の端部が出力シャフト（１４）とジロー
タスターにそれぞれスプライン連結されている。ジロー
タ機構部に作動油を出し入れできる弁装置（３０）が設
けられている。バルブ駆動シャフト（４０）が、その互
いに反対側の端部で、ジロータスターのスプライン付き
中央孔（３８）と、弁装置の回転バルブ要素（２６）の
スプライン付き中央孔（６４）にそれぞれスプライン連
結されている。バルブ駆動シャフト（４０）の一方のス
プライン端部（６２）の呼び径は、他方のスプライン端
部（６０）の呼び径よりも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩耗補償機能付き
弁装置を備えたジロータ型油圧モータ組立体の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】油圧モータ組立体は、各種建設機械、例
えば油圧ショベルの旋回又は走行用モータとして広く用
いられ、技術的改良がなされている。この種の油圧モー
タ組立体としては、公知のように、リング状の内歯部材
内で星形の外歯部材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（「ジロータ機構部」と
呼ばれる場合がある）を備えるものがある。周知のよう
に、リング状内歯部材（「ジロータリング」と呼ばれる
ことがある）内における星形外歯部材（以下、「ジロー
タスター」と呼ばれることがある）の遊星運動は、ジロ
ータ機構部と関連して設けられた弁装置を利用して、内
歯部材の歯と外歯部材の歯との間に形成される複数の体
積室に順次、圧油源と油リザーバのような低圧源を切換
え連結することにより得られる。例えば、油圧ショベル
旋回用途のロータ型油圧モータは通常、油圧ショベルの
旋回フレーム又は操縦室内の床下に全体として鉛直方向
に配置され、内歯部材内における外歯部材の自公転運動
のうち自転運動、即ちトルクだけを遊転自在に設けられ
た駆動又は伝動シャフトを介して出力シャフトに伝達
し、出力シャフトと作動的に関連している旋回輪を介し
て上部旋回体を旋回駆動させるようになっている。外歯
部材から駆動シャフト、そして駆動シャフトから出力シ
ャフトへのトルク伝達は、スプライン連結によって行わ
れるのが普通である。より詳細には、駆動シャフトはス
プライン付きの両端部を備え、一方のスプライン端部
は、ジロータ機構部の外歯部材のスプライン付き中央孔
に係合し、他方のスプライン端部は出力シャフトのスプ
ライン内端部に係合する。駆動シャフトは油圧モータの
長手方向中心軸線に対して僅かに角度をなした状態でジ
ロータスターの遊星運動又は振れまわり運動に従動する
ので、それに適合するようにスプライン歯が形作られて
いる。

【０００３】通常、ジロータ型油圧モータは大きなトル
クを伝達するような分野で用いられているので、トルク
を伝達するためのスプライン連結部は相当大きな応力を
受ける。特に駆動シャフトと外歯部材とのスプライン連
結部は、不均等で且つ集中的な荷重が加わり、その結
果、駆動シャフト端部の連結スプラインが摩耗してガタ
ツキが生じ、弁装置によるジロータ機構部の体積室への
作動油の出し入れのタイミングが狂って適正な油圧モー
タの作動が得られない場合があった。

【０００４】そこで、例えば特公昭４９−３３２９８号
及び特公昭５６−１９４７８号に記載されているよう
に、主駆動シャフト端部のスプライン歯の摩耗を補償す
ると共に弁装置の高低圧切換え動作を可能にする、両端
にスプラインが設けられた駆動シャフトが採用されてい
る。このバルブ駆動シャフトの一端部は、主駆動シャフ
トの一端のスプラインが噛み合っている外歯部材のスプ
ライン部にトルク伝達関係でスプライン連結され、他端
部は、弁装置の回転バルブ要素に駆動自在にスプライン
連結されている。このバルブ駆動シャフトはその両端の
スプライン連結部を介して、所要トルクが僅かな回転バ
ルブ要素を回転駆動し、体積室への作動油の出し入れを
タイミングを取って順次行うようになっている。たとえ
主駆動シャフトの外歯部材側端部スプラインが摩耗して
も、このバルブ駆動シャフトにより、適正なバルブタイ
ミングが保たれることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の摩耗補償機能付
き弁装置を備えたジロータ型油圧モータ組立体では従
来、弁装置のサイズは、用途に応じて選択されるジロー
タ機構部の性能、特に外歯部材のスプライン仕様に依存
していた。すなわち、大きな所要出力トルク用途のジロ
ータ機構部は大きなスプライン呼び径を有する外歯部材
を有し、したがって、これに適合する大きな呼び径のス
プライン端部を有するバルブ駆動シャフトが必要とな
り、このためにヘビーデューティ用の弁装置が用いられ
ることになる。油圧モータの油圧回路中の圧油流量が比
較的少量で済むような場合であっても、大きな出力トル
ク用途では、形状寸法が不必要に大きく高価な弁装置を
使用せざるを得なかった。その結果、油圧モータ組立体
の軸方向長さが増大した。しかしながら、この軸方向長
さの増大分は僅かであっても、特に油圧モータ組立体を
鉛直方向に配置する油圧ショベルのアタッチメント付き
上部旋回体の旋回用途では、油圧ショベル全体の設計に
も大きな影響を及ぼしていた。

【０００６】本発明の目的は、上記の問題を解決し、大
きな出力用途でも軸方向長さをできるだけ短くした安価
なジロータ型油圧モータ組立体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み、本発明
の要旨は、内歯付きの第１歯形部材、第１歯形部材に対
して遊星運動可能に第１歯形部材内に設けられた複数の
外歯付きの第２歯形部材、及び前記内歯と前記外歯との
間に形成される複数の体積室を有するジロータ機構部
と、ハウジングで支持された出力手段に一端部がトルク
伝達関係で連結されると共に他端部が第２の歯形部材に
スプライン連結された遊転自在な主駆動シャフトと、高
圧作動油源及び低圧作動油源に関連していて、前記体積
室に順次、高圧作動油源と低圧作動油源を連通させるよ
う切換え動作できる回転自在なバルブ要素、及び第１の
端部が回転自在なバルブ要素にスプライン連結されると
共に第２の端部がジロータ機構部の遊星運動自在な第２
の歯形部材にスプライン連結され、主駆動シャフトと第
２の歯形部材との間のスプライン連結部の摩耗を補償で
きる遊転自在なバルブ駆動シャフトを含む弁装置とを有
する油圧モータ組立体において、前記バルブ駆動シャフ
トの第１のスプライン端部と第２のスプライン端部はそ
れぞれ、選択された互いに異なる呼び径を有し、前記弁
装置は、バルブ駆動シャフトの第２のスプライン端部の
呼び径に適合したサイズのものであることを特徴とする
油圧モータ組立体にある。

【０００８】好ましくは、バルブ駆動シャフトの第１の
スプライン端部の呼び径は、第２のスプライン端部の呼
び径よりも小さい。かくして、大きな出力トルクが要求
されるような用途であっても、本発明の構成によれば、
バルブ駆動シャフトの第１のスプライン軸の小さな呼び
径に対応する構成のスプライン連結部を有する小型の回
転バルブ要素、従って、比較的安価な小型の弁装置を採
用することができ、かくして、従来構成と比較して軸方
向寸法形状がコンパクトで、且つ安価なジロータ型油圧
モータ組立体を提供することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、幾つかの構成要素が従来
型油圧モータと共通している本発明の油圧モータ組立体
１０を概略的に示している。油圧モータ組立体１０はそ
の長手方向軸線１２に沿って順に、出力シャフト１４を
回転自在に支持するハウジング１６と、複数（図示の例
では、７つ）の内歯を備えたリング状の内歯部材又はジ
ロータリング１８及びジロータリング内でこれに対して
遊星運動、即ち自転及び公転運動自在に設けられてい
て、図示の例では６つの外歯を備えた星形外歯部材又は
ジロータスター２０で構成される内接歯車形モータ部又
はジロータ機構部２２と、バルブプレート２４を介して
ジロータ機構部に隣接してこれと作動的に関連して配置
された回転バルブ要素２６を弁ケーシング２８内に収納
してなる弁装置３０とを含む。図示の例では、これら構
成部材１６，１８，２４，２８は、適当な手段、例えば
締結具（図示せず）及びシールにより互いに密封的に固
定されている。符号１７は、出力シャフト１２をジャー
ナル支承するための軸受装置を示している。符号１９
は、ジロータリングの内歯とジロータスターの外歯との
間に画定され、作動油が出たり入ったりしてモータ作用
を発揮させる複数の体積室（図２に最も良く示されてい
る）を示す。

【００１０】図示のように、ジロータスター２０の自転
運動を、例えば油圧ショベル上部旋回体と作動的に関連
した鉛直方向の出力シャフト１４に伝達するための主駆
動シャフト３２が、油圧モータ組立体の長手方向軸線１
２に対して僅かに傾斜して配置されている。主駆動シャ
フト３２は、出力シャフトの内部にスプライン連結され
た端部３４と、これと反対側のスプライン付きの端部３
６を有し、このスプライン端部３６は、ジロータ機構部
のジロータスター２０の中央スプライン付き孔３８に噛
み合った状態で嵌合している。当然のことながら、用途
に応じた油圧モータ組立体１０の所要の設計出力トルク
に適合するよう主駆動シャフト３２と出力シャフト１４
及びジロータスター２０との間のスプライン連結仕様が
選択される。

【００１１】図１を参照すると、当業者には公知のよう
に、弁装置３０のバルブ要素２６は、回転ジロータスタ
ー２０にスプライン連結されると共にバルブプレート２
４の中央孔を貫通し、主駆動シャフトと同様に油圧モー
タ組立体の長手方向軸線１２に対して僅かに傾斜して配
置されたバルブ駆動シャフト４０により軸線１２の周り
に回転駆動される。バルブ駆動シャフト４０の構成につ
いては、以下に図４と関連して詳細に説明する。

【００１２】図１だけでなく、図２及び図３も参照して
作動油の流れを簡単に説明すると、、弁装置はバルブ要
素の回転により、源（図示せず）からの所望圧力の作動
油を、弁ケーシング２８に設けられた圧油入口４２を通
り、回転バルブ要素内の通路５４、バルブプレート２４
のポート４４を経てジロータ機構部の体積室１９に順次
供給したり、体積室から油をバルブプレート２４のポー
ト４６、回転バルブ要素内の通路５６、回転バルブ要素
と弁ケーシングとの間に形成される環状通路５８を順次
経て、弁ケーシング２８の戻り油出口４８を通り、戻り
油タンク（図示せず）に戻し、それにより油圧モータ組
立体のモータ作用を生じさせるようになっている。符号
５０は、回転バルブ要素２６とケーシング２８との間に
設けられると共に回転バルブ要素の外面に密封的に押し
つけられて、弁装置内の高圧側と低圧側、より詳細に
は、高圧の入口４２と低圧の出口４８とを隔絶するバネ
付勢式環状バランシングプレートを示しており、その内
外周には図示のように環状シール５２が設けられてい
る。

【００１３】図２に構造が示されたジロータ機構部２２
及びこれと作動的に関連した弁装置３０を含む図１のジ
ロータ型油圧モータ組立体に関する作動は、当業者には
周知なので、上記以上の詳細な説明は不要であると考え
られる。必要ならば、例えば上述の特公昭５６−１９４
７８号を参照されたい。なお、この種のジロータ機構部
は、周知のように入出力を逆にするとポンプ作用を発揮
することができる。

【００１４】次に、図１及び図４を参照すると、バルブ
駆動シャフト４０は、ジロータスター２０の中央スプラ
イン付き孔３８に係合し、主駆動シャフト３２のスプラ
イン端部３６の呼び径と同一の呼び径をもつスプライン
端部６０を有する（図２に、端部６０のスプラインの外
形が示されている）。バルブ駆動シャフトは更に、スプ
ライン端部６０とは異なる呼び径、図示の例ではかなり
小さな呼び径の反対側のスプライン端部６２を有してい
る（図３に、端部スプラインの寸法形状が図３に示され
ている）ことが注目される。本発明では、バルブ駆動シ
ャフト４０の一端部６２の選択された比較的小さな呼び
径のスプラインに対応する小さな呼び径のスプライン付
き孔を備えたコンパクトな回転バルブ要素付き弁装置を
採用することができる。

【００１５】本発明の油圧モータ組立体で用いられるバ
ルブ駆動シャフトの両端部は、互いに異なる任意の選択
されたスプライン軸径を有することができるので、例え
ば、出力シャフトの大出力トルクを生じさせる油圧モー
タ用途において、その油圧回路で必要とされる作動油量
が比較的少量の場合、これに合わせてスプライン形状寸
法を調製でき、例えば、バルブ駆動シャフト４０の端部
６０よりも端部６２のスプライン呼び径を小さくするこ
とができ、その結果、コンパクトで安価な弁装置規格品
を使用することができる。しかも、かかる弁装置を取り
付ける油圧モータ組立体の軸方向寸法増大分は比較的少
なく、これを利用する油圧ショベルの設計上非常に有利
である。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を組み込んだジロータ型油圧モー
タ組立体の部分断面縦断面図である。

【図２】図１の２−２線における断面図であり、特にジ
ロータ機構部のジロータスターのスプライン付き中央孔
に噛み合うバルブ駆動シャフトの一端のスプラインの外
形を示す図である。

【図３】図１の３−３線における断面図であり、特に弁
装置の回転バルブ要素のスプライン付き中央孔に噛み合
うバルブ駆動シャフトの他端のスプラインの外形を示す
図である。

【図４】本発明の油圧モータ組立体に用いられる例示と
しての弁装置用バルブ駆動シャフトの側面図である。

【符号の説明】

１０ 油圧モータ組立体 １４ 出力シャフト １６ ハウジング １８ ジロータリング １９ 体積室 ２０ ジロータスター ２２ ジロータ機構部 ２４ バルブプレート ２６ 回転バルブ要素 ３０ 弁装置 ３２ 主駆動シャフト ３４，３６ スプライン端部 ３８ ジロータスターのスプライン付き孔 ４０ バルブ駆動シャフト ４２ 高圧ポート ４８ 低圧ポート ６０，６２ スプライン端部 ６４ 回転バルブ要素のスプライン付き孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内歯付きの第１歯形部材、第１歯形部材
   に対して遊星運動可能に第１歯形部材内に設けられた複
   数の外歯付きの第２歯形部材、及び前記内歯と前記外歯
   との間に形成される複数の体積室を有するジロータ機構
   部と、ハウジングで支持された出力手段に一端部がトル
   ク伝達関係で連結されると共に他端部が第２の歯形部材
   にスプライン連結された遊転自在な主駆動シャフトと、
   高圧作動油源及び低圧作動油源に関連していて、前記体
   積室に順次、高圧作動油源と低圧作動油源を連通させる
   よう切換え動作できる回転自在なバルブ要素、及び第１
   の端部が回転自在なバルブ要素にスプライン連結される
   と共に第２の端部がジロータ機構部の遊星運動自在な第
   ２の歯形部材にスプライン連結され、主駆動シャフトと
   第２の歯形部材との間のスプライン連結部の摩耗を補償
   できる遊転自在なバルブ駆動シャフトを含む弁装置とを
   有する油圧モータ組立体において、前記バルブ駆動シャ
   フトの第１のスプライン端部と第２のスプライン端部は
   それぞれ、選択された互いに異なる呼び径を有し、前記
   弁装置は、バルブ駆動シャフトの第２のスプライン端部
   の呼び径に適合したサイズのものであることを特徴とす
   る油圧モータ組立体。
2. 【請求項２】 前記バルブ駆動シャフトの第１のスプラ
   イン付き端部の呼び径は、第２のスプライン付き端部の
   呼び径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の油
   圧モータ組立体。