JPH11315777A - カムモータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアルピストン形のカムモータのブレーキ
機構を改良し、モータ全体としてのコンパクト化と製造
コストの削減とを図る。 【解決手段】 油圧ショベルの上部旋回体を旋回させる
ための旋回モータ(B)として、カムリング(3)に対し回転
するシリンダブロック(2)の内部に放射状に配設された
複数個のシリンダ(5,5,…)と、各シリンダ(5,5,…)に収
容されたピストン(6,6,…)とを備えた多行程式のラジア
ルピストンモータを使用する。出力軸(10)の回転を拘束
するブレーキ機構(20)として、出力軸(10)及びモータケ
ーシング(13)のそれぞれにスプライン係合した摩擦プレ
ート(20a,20c)を接離自在に構成する。ブレーキ機構(2
0)とシリンダブロック(2)との間にオイルシール(23)を
介在させることで、ブレーキ機構(20)を乾式に構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルやク
レーンに代表される建設機械等に用いられるカムモータ
装置に係る。特に、出力軸の回転を拘束するためのブレ
ーキ機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平５−１５７０４
３号公報に開示されているように、油圧ショベル等の建
設機械の走行用モータとしてラジアルピストン形の油圧
カムモータが使用されている。このカムモータは、カム
リング内に円柱状のシリンダブロックが収容されてい
る。カムリングの内周面は複数の凸部及び凹部を備えた
カム面で形成されている。シリンダブロックの外周部に
は、放射状に複数のシリンダが設けられており、この各
シリンダにはピストンが収容されている。そして、作動
油供給系からの作動油が供給されるシリンダを順次切り
換えることで、カム面を押圧するピストンを切り換えて
いく。これによってピストンがカム面に摺接しながらシ
リンダブロックが回転する。このシリンダブロックの回
転力を出力軸を介してクローラに伝達して油圧ショベル
の走行を行わせるようになっている。

【０００３】また、この種のカムモータには、走行中に
強制的にクローラの回転を停止させる要求に応えるため
のブレーキ機構が内蔵されている。このブレーキ機構
は、出力軸にスプライン係合された複数枚のプレッシャ
リングと、モータ本体側にスプライン係合され、且つ上
記プレッシャリングと交互に配設されたプレッシャプレ
ートとを備えている。通常の走行中は油圧の作用などに
より、プレッシャリングとプレッシャプレートとを離し
ておく。ブレーキング要求時には、プレッシャプレート
をプレッシャリングに押さえ付けることでこの両者間の
摩擦力によって出力軸の回転を強制的に停止させる。

【０００４】この際、プレッシャプレートとプレッシャ
リングとの間で摩擦熱が発生する。この熱を放散する目
的から、従来では、ブレーキ装置としては湿式のものが
使用されていた。つまり、プレッシャプレート及びプレ
ッシャリングを油に浸漬しておくことで、この摩擦熱を
油によって放散させ、プレッシャプレート及びプレッシ
ャリングの温度が異常上昇してしまうことを防止してい
る。これにより、ブレーキの信頼性を確保している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明の発
明者らは、上述したラジアルピストン形の油圧カムモー
タを油圧ショベルの旋回モータに適用することに関して
考察を進めている。そして、この旋回モータを実用性の
高いものにするためには、モータ全体としてのコンパク
ト化と製造コストの削減が必要であることに着目した。
また、旋回モータの場合、旋回中に強制的に出力軸を停
止させるといった要求はないことにも着目した。この要
求がない理由としては、上部旋回体には作業者が搭乗し
ているので、急激な制動を行うことは好ましくないから
である。

【０００６】このようなモータのコンパクト化と製造コ
ストの削減という要求は、建設機械用のモータに限ら
ず、その他のラジアルピストン形のカムモータに対して
も同様にある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ラジアルピス
トン形のカムモータのブレーキ機構を改良し、モータ全
体としてのコンパクト化と製造コストの削減とを図るこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ラジアルピストン形のカムモータに対
し、ブレーキ機構を構成する複数枚の摩擦プレートが油
に浸漬しないようにしている。つまり、乾式のブレーキ
機構としている。

【０００９】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段
は、円柱状のシリンダブロック(2)と、複数の凸部(31,3
1,…)及び凹部(32,32,…)を備えたカム面(3a)が内周側
に形成され、上記シリンダブロック(2)の外周面を囲ん
だ状態に配設されたカムリング(3)と、上記シリンダブ
ロック(2)に対しその中心軸(X)を中心としてそれぞれ半
径方向外方に延びてシリンダブロック(2)の外周面に開
口するよう放射状に配設された複数のシリンダ(5,5,…)
と、上記カム面(3a)に対して進退するように各シリンダ
(5)に収容されたピストン(6)とを備えさせる。また、作
動油供給系(19)から供給される作動油を上記複数のシリ
ンダ(5,5,…)のうちの凹部(32)の底部に向う上昇行程に
ある各ピストン(6)に対応する各シリンダ(5)に対し分配
供給し、該上昇行程にある各ピストン(6)がカム面(3a)
を押圧することにより、非回転状態に固定されたシリン
ダブロック(2)もしくはカムリング(3)の一方に対して他
方が回転するように構成されたカムモータ装置を前提と
する。このカムモータ装置に対し、シリンダブロック
(2)もしくはカムリング(3)の一方に対する他方の回転に
伴って回転する側の部材(10)と回転しない側の部材(13)
との間に、それぞれに係合された複数枚の摩擦プレート
(20a,20c)同士が接離可能に配設されて成るブレーキ機
構(20)を設ける。これにより、摩擦プレート(20a,20c)
同士が離れた状態では回転する側の部材(10)の回転を自
在とする一方、摩擦プレート(20a,20c)同士が接触した
状態ではその接触力により回転する側の部材(10)の回転
を拘束する。更に、上記ブレーキ機構(20)とシリンダブ
ロック(2)との間にオイルシール(23)を介在させてブレ
ーキ機構(20)への作動油の侵入を阻止する構成としてい
る。

【００１０】この特定事項により、モータの駆動時に
は、摩擦プレート(20a,20c)同士を離し、回転する側の
部材(10)の回転を自在とする。この状態で作動油供給系
(19)からシリンダ(5,5,…)へ作動油が供給されると、上
昇行程にある各ピストン(6)がカム面(3a)を押圧する。
これにより、非回転状態に固定されたシリンダブロック
(2)もしくはカムリング(3)の一方に対して他方が回転す
る。一方、ブレーキ機構(20)により回転する側の部材(1
0)の回転を拘束する場合には、摩擦プレート(20a,20c)
同士を接触させる。このブレーキ機構(20)は乾式である
ため、摩擦プレート(20a,20c)同士の間の摩擦係数は湿
式のものに比べて高くなっている。このため、摩擦プレ
ート(20a,20c)の大きさを小さくしたり枚数を少なくし
ても十分なブレーキ性能が得られる。

【００１１】第２の解決手段は、シリンダブロック(2)
及びカムリング(3)のうち非回転側と回転側とを特定し
たものである。つまり、上記第１の解決手段において、
カムリング(3)を、モータ本体(13)に対して非回転状態
に固定する一方、シリンダブロック(2)を、上記モータ
本体(13)に回転可能に支持すると共に、出力軸(10)を回
転一体に係合する。一方の摩擦プレート(20c)をモータ
本体(13)の内面にスプライン係合する一方、他方の摩擦
プレート(20a)を出力軸(10)にスプライン係合した構成
としている。

【００１２】この特定事項により、第１の解決手段にお
けるシリンダブロック(2)及びカムリング(3)の構成が具
体的に特定される。すなわち、カムリング(3)が上記カ
ムモータ装置の本体側(13)に非回転状態に固定され、こ
のカムリング(3)に対してシリンダブロック(2)が相対回
転される。これにより、このシリンダブロック(2)と回
転一体となっている出力軸(10)の回転駆動力が確実に出
力される。

【００１３】第３の解決手段は、モータ出力軸(10)を回
転自在に支持する軸受けの配置形態を特定したものであ
る。つまり、上記第２の解決手段において、モータ本体
(13)の内部に、出力軸(10)を回転自在に支持するよう
に、該出力軸(10)の軸線方向に所定間隔を存して配置さ
れた一対の軸受け(8,9)を設ける。そして、ブレーキ機
構(20)を、この両軸受け(8,9)間に配置した構成として
いる。

【００１４】この特定事項により、両軸受け(8,9)間の
間隔寸法を比較的大きく採ることができる。特に、出力
軸(10)の径寸法が小さい場合には、軸受け負担が大きく
なるが、両軸受け(8,9)間の間隔寸法を大きくすること
で、この軸受け負担が軽減する。また、両軸受け(8,9)
間に形成された空間を有効に利用してブレーキ機構(20)
を収容することができる。つまり、上記空間を形成した
ことにより装置全体が大型化してしまうことを回避でき
る。

【００１５】第４の解決手段は、本発明に係るカムモー
タ装置の適用形態を特定したものである。つまり、この
カムモータ装置を油圧ショベルに適用している。具体的
には、上記第２の解決手段において、モータ本体(13)を
油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)に固定する。また、
出力軸(10)を油圧ショベル(S)のショベル基体(S1)に係
合して、出力軸(10)の回転駆動により、上部旋回体(S3)
がショベル基体(S1)に対して鉛直軸回りに旋回可能とし
ている。

【００１６】この特定事項により、旋回用モータ装置の
適用形態が具体化でき、また、重量物である上部旋回体
(S3)の旋回動作が良好に行われる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本形態では、本発明に係るカムモー
タ装置を油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)の旋回用と
して利用した場合について説明する。

【００１８】−油圧ショベル(S)の全体構成の説明− 図１に示すように、油圧ショベル(S)は、ショベル基体
(S1)に備えられたクローラ(S2,S2)、上部旋回体(S3)、
ブーム(S4)、アーム(S5)、バケット(S6)、排土プレート
(S7)を備えている。また、ディーゼルエンジンにより油
圧ポンプ(15)を回転駆動してエンジンの出力を油圧動力
に変換し、該油圧ポンプ(15)から吐出する作動油を以下
の各油圧アクチュエータに供給するようになっている。
つまり、この作動油が、左右の走行モータ(A)、旋回モ
ータ(B)、ブームシリンダ(C)、アームシリンダ(D)、バ
ケットシリンダ(F)及びリフトシリンダ(G)に供給され
る。これにより、各アクチュエータが作動して、走行や
掘削等の作業を行い得るようになっている。

【００１９】左右一対の走行モータ(A)は、油圧ポンプ
(15)からの作動油により正転作動または逆転作動が可能
な２方向回転形のものである。この油圧ショベル(S)の
左右のクローラ(S2,S2)をそれぞれ正転または逆転する
ことで、油圧ショベル(S)を前進、後退等させることが
可能となっている。この走行モータ(A)としては、例え
ば斜板式アキシャルピストンモータが使用されている。

【００２０】旋回モータ(B)は、上記走行モータ(A)と同
様に正転作動または逆転作動が可能な２方向回転形のも
のである。この旋回モータ(B)は、油圧ショベル(S)の上
部旋回体(S3)を、鉛直方向に延びる図示しない回転軸の
回りに左右何れかの側に回転させるものである。この旋
回モータ(B)としては、後述する多行程式のラジアルピ
ストンモータが使用されている。

【００２１】この旋回モータ(B)による上部旋回体(S3)
の旋回機構について説明すると、図２に示すように、シ
ョベル基体(S1)の上面には内歯ギヤ(7)が取り付けられ
ている。上部旋回体(S3)の回転軸(Y)は、この内歯ギヤ
(7)の中心に設定されている。また、旋回モータ(B)は上
部旋回体(S3)の底部に取り付けられている。この旋回モ
ータ(B)の出力軸(10)の下端は、内歯ギヤ(7)のギヤ部(7
a)に噛み合うピニオン(10a)を備えている。そして、旋
回モータ(B)の駆動により出力軸(10)が回転すると、ピ
ニオン(10a)が内歯ギヤ(7)のギヤ部(7a)に噛み合いなが
ら自転し、これに伴って旋回モータ(B)がギヤ部(7a)に
沿った公転運動を行う。この旋回モータ(B)の公転運動
に伴い、上部旋回体(S3)は、内歯ギヤ(7)の中心に設定
された回転軸(Y)を中心に旋回する構成となっている。

【００２２】ブームシリンダ(C)、アームシリンダ(D)、
バケットシリンダ(F)及びリフトシリンダ(G)は、それぞ
れ油圧ショベル(S)のブーム(S4)、アーム(S5)、バケッ
ト(S6)及び排土プレート(S7)を駆動するものである。こ
れらシリンダ(C,D,F,G)は、作動油の供給により進退作
動され、ブーム(S4)、アーム(S5)、バケット(S6)及び排
土プレート(S7)を水平軸の回りに上下方向に回転駆動し
て、掘削作業等を行わせるものである。

【００２３】−旋回モータ(B)の説明− 図３は、本実施形態に係る旋回モータ(B)の断面図であ
る。(1)は筒状に形成されたケーシング本体、(2)は厚肉
の円筒状に形成されたシリンダブロック、(3)は上記シ
リンダブロック(2)の外周面を囲んで配設されたカムリ
ング、(4)はエンドキャップである。また、(5,5,…)(図
４参照)は上記シリンダブロック(2)内に配設された複数
のシリンダ、(6)は上記各シリンダ(5)内に収容されたピ
ストンである。さらに、(10)は回転側部材としての出力
軸である。

【００２４】上記ケーシング本体(1)は、上記出力軸(1
0)の回転軸(X)と同軸に配置されている。この回転軸(X)
方向の一側(図３における上側)において、複数のボルト
(12,12,…)(図４参照)により、上記カムリング(3)を挟
んで上記ケーシング本体(1)とエンドキャップ(4)とが締
結されている。これにより、旋回モータ(B)の本体であ
る非回転側部材としてのケーシング(13)が構成されてい
る。上記出力軸(10)は、このケーシング(13)を下側に貫
通した状態でテーパローラベアリング(8,9)により回転
自由に支持されている。また、上記ケーシング本体(1)
の外周面には、取り付けフランジ(14)が外方に突出して
設けられており、この取り付けフランジ(14)を介して、
上記ケーシング(13)が上部旋回体(S3)の底部に固定され
ている。

【００２５】上記シリンダブロック(2)は、上記出力軸
(10)の外周面に例えばスプライン結合により結合されて
この出力軸(10)と同軸一体に回転するように配設されて
いる。このシリンダブロック(2)の内部には、図４に示
すように、複数(図例では８個)のシリンダ(5,5,…)が上
記回転軸(X)を中心として放射状にかつ周方向に等間隔
に配設され、それぞれ、上記シリンダブロック(2)の半
径方向外方に延びて外周面に開口している。これらの各
シリンダ(5)内にはピストン(6)が収容されている。これ
ら各ピストン(6)は、先端部に配設されたローラ(61)を
上記カムリング(3)の内側に形成されたカム面(3a)に沿
って転動させつつ、このカム面(3a)に案内されて上記各
シリンダ(5)内で進退するようになっている。また、各
シリンダ(5)内には、このローラ(61)をカム面(3a)に向
かって常時押圧するスプリング(5a)が収容されている。
さらに、上記シリンダブロック(2)には、上記各シリン
ダ(5)と連通され、このシリンダブロック(2)の一端面(2
a)(上側の端面)において上記回転軸(X)を中心とする円
周上に等間隔に開口する８つの被分配ポート(21,21,…)
が設けられている。

【００２６】上記カムリング(3)は、図４に示すよう
に、そのカム面(3a)に、上記ピストン(6)の本数及び配
列との関係により定められた所定の数(図例では６つず
つ)の凸部(31,31…)と凹部(32,32…)とが周方向に等間
隔にかつ交互に形成されている。このカム面(3a)に対す
る上記８つのピストン(6,6,…)の位置関係は、同図にお
いて右上の位置にあるピストン(6)を第１番として時計
回りに順番に第１〜第８番とすると、第１及び第５の各
ピストン(6,6)が上記凹部(32)の略底点に、第２及び第
６の各ピストン(6,6)が上記凸部(31)と凹部(32)との間
の下り側の中間点に(すなわち、下降行程に)、第３及び
第７の各ピストン(6,6)が上記凸部(31)の略頂点に、第
４及び第８の各ピストン(6,6)が上記凸部(31)と凹部(3
2)との間の上り側の中間点に(すなわち、上昇行程に)そ
れぞれ当接することになるように関係付けられている。
従って、主に、上記第４及び第８の各ピストン(6,6)が
カム面(3a,3a)を押圧するように作動油を供給すること
により、シリンダブロック(2)が中心軸(X)の回りに同図
における反時計回り(図４の矢印方向)に回転する。次
に、主に、第３及び第７の各ピストン(6,6)に作動油を
供給することにより、シリンダブロック(2)がさらに回
転し、この回転により凸部(31)を乗り越えた第２及び第
６の各ピストン(6,6)に作動油を供給するというように
順番に作動油を分配供給することにより、シリンダブロ
ック(2)と出力軸(10)とが連続して回転駆動されるよう
になっている。

【００２７】上記エンドキャップ(4)は、略円柱状に形
成されて一端面(4a)(下側の端面)がシリンダブロック
(2)の上側の端面(2a)に対し相対回転可能に接合される
ように配置されている。また、このエンドキャップ(4)
の内部には、図５に示すように、カム面(3a)の凸部(31,
31,…)又は凹部(32,32,…)の数の倍数(図例では１２個)
の分配ポート(41,…,42,…)が、上記シリンダブロック
(2)の上側の端面(2a)に配設された被分配ポート(21,21,
…)と連通可能なように、これらの被分配ポート(21,21,
…)と同一円周上に等間隔に開口するよう設けられてい
る。

【００２８】上記分配ポート(41,…,42,…)は、周方向
に交互に配設された第１分配ポート(41,41,…)により構
成された第１の分配ポート群と、第２分配ポート(42,4
2,…)により構成された第２の分配ポート群とにグルー
プ分けされている。そして、図３の如く、上記各第１分
配ポート(41,41,…)の上記シリンダブロック(2)と反対
側の端部(上側の端部)は、第１連通路(43)と連通され、
同様に、上記各第２分配ポート(42,42,…)の上記シリン
ダブロック(2)と反対側の端部(上側の端部)は、第２連
通路(44)と連通されている。これら連通路(43,44)は、
切換弁(19a)を介して、油圧ポンプ(15)の吐出側と油タ
ンク(19b)とに対する接続状態が切り換え可能とされて
いる。つまり、切換弁(19a)が図中右側位置に切り換え
られた状態では、第１連通路(43)が、供給通路(17)を介
して油圧ポンプ(15)の吐出側と接続され、この油圧ポン
プ(15)から吐出される作動油の供給を受けると共に、第
２連通路(44)が、排出通路(18)を介して上記油タンク(1
9b)と接続され、シリンダブロック(2)から排出される作
動油を油タンク(19b)に還流させる。逆に、切換弁(19a)
が図中左側位置に切り換えられた状態では、第２連通路
(44)が油圧ポンプ(15)から吐出される作動油の供給を受
けると共に、第１連通路(43)がシリンダブロック(2)か
ら排出される作動油を油タンク(19b)に還流させる構成
となっている。このように、切換弁(19a)の切り換え操
作により作動油の供給方向と回収方向とを反転させ、旋
回モータ(B)の出力軸(10)を正転または逆転させ得るよ
うになっている。そして、これらの油圧ポンプ(15)、切
換弁(19a)、油タンク(19b)、供給通路(17)、排出通路(1
8)等により作動油供給系(19)が構成されている。

【００２９】また、上記テーパローラベアリング(8,9)
としては、ケーシング本体(1)の下端部に配設された第
１ベアリング(8)と、シリンダブロック(2)の下側に配設
された第２ベアリング(9)とがある。

【００３０】第１ベアリング(8)は、ケーシング本体(1)
の下端部に形成されたベアリング収容部(1a)に装着され
て、出力軸(10)の下端部近傍位置（ピニオン(10a)の上
側部分）を回転自在に支持している。また、この第１ベ
アリング(8)は、ピニオン(10a)が内歯ギヤ(7)のギヤ部
(7a)に噛み合いながら回転する際に出力軸(10)に作用す
る荷重を受け持つ。

【００３１】一方、第２ベアリング(9)は、ケーシング
本体(1)の内部で且つシリンダブロック(2)の下側に嵌め
込まれているベアリング支持部材(16)に支持されてい
る。この第２ベアリング(9)は、出力軸(10)の上端部近
傍位置（シリンダブロック(2)の下側部分）を回転自在
に支持している。また、この第２ベアリング(9)は、シ
リンダ(5)内部に作用する作動油の圧力（下向き方向の
圧力）に対して、シリンダブロック(2)の位置を規制す
る機能をも備えている。

【００３２】そして、これら各テーパローラベアリング
(8,9)は、出力軸(10)の軸方向に所定間隔を存し、出力
軸(10)の上下両端位置近傍部分を支持するようになって
いる。言い換えると、第１ベアリング(8)を支持してる
ベアリング収容部(1a)と、第２ベアリング(9)を支持し
ているベアリング支持部材(16)との間に、出力軸(10)の
軸方向に所定寸法を存して成る空間(H)が形成されてお
り、この空間(H)の長さ寸法だけ各テーパローラベアリ
ング(8,9)同士は間隔を存して配置されている。これに
より、軸受け(8,9)の間隔を大きくして個々の軸受け(8,
9)に作用する荷重を低減することができる。

【００３３】本形態の特徴は、各テーパローラベアリン
グ(8,9)間に形成された空間(H)に収容されたネガティブ
ブレーキ機構(20)の構成にある。このネガティブブレー
キ機構(20)は非旋回時に出力軸(10)の回転を拘束するも
のである。該ネガティブブレーキ機構(20)は、上記出力
軸(10)の外周面にスプライン係合された複数枚の摩擦プ
レートとしてのプレッシャリング(20a,20a,…)を備えて
いる。また、ケーシング本体(1)の内面には、上記プレ
ッシャリング(20a,20a,…)の間に介装される摩擦プレー
トとしてのプレッシャプレート(20c,20c,…)がスプライ
ン係合されている。更に、上記ベアリング支持部材(16)
とプレッシャプレート(20c)との間には、ケーシング本
体(1)の内面に嵌め込まれて出力軸(10)の軸方向に摺動
自在とされた摺動板(20b)が備えられている。

【００３４】この摺動板(20b)の下面とケーシング本体
(1)との間で形成される空間(I)には、作動油供給系(19)
の作動油の一部が作用するように図示しない給油通路が
連通している。更に、上記摺動板(20b)とベアリング支
持部材(16)との間には皿ばね(22)が設けられている。こ
の皿ばね(22)は、摺動板(20b)に対して下向きの付勢力
を与えている。このため、上記空間(I)に油圧ポンプ(1
5)からの圧油の供給を受けない間は、皿ばね(22)の付勢
力により摺動板(20b)が下方へ移動してプレッシャリン
グ(20a,20a,…)とプレッシャプレート(20c,20c,…)とが
互いに押し付け合わされる。これにより、これらの間の
摺動摩擦力によって上記出力軸(10)を上記ケーシング本
体(1)に対して非回転状態に拘束する。一方、油圧ポン
プ(15)からの圧油の供給を受けた際には、皿ばね(22)の
付勢力に抗して摺動板(20b)が上方へ移動して、プレッ
シャリング(20a,20a,…)とプレッシャプレート(20c,20
c,…)とが互いに引き離されることにより、上記出力軸
(10)を回転自由状態に維持するように構成されている。

【００３５】そして本形態の特徴として、上記摺動板(2
0b)におけるプレッシャプレート(20c,20c,…)の上側に
はオイルシール(23)が装着されている。つまり、シリン
ダブロック(2)に供給された作動油がプレッシャリング
(20a,20a,…)やプレッシャプレート(20c,20c,…)の収容
部にまで流れ込むことを阻止している。従って、本形態
のネガティブブレーキ機構(20)は、乾式のブレーキ機構
で構成されている。

【００３６】−動作説明− 次に、上記実施形態に係る旋回モータ(B)の駆動動作に
ついて説明する。まず、油圧ポンプ(15)を運転状態にし
て圧油をネガティブブレーキ機構(20)に供給し、このネ
ガティブブレーキ機構(20)による出力軸(10)の拘束状態
を解除する。また、切換弁(19a)を図３の右側位置に切
り換え、油圧ポンプ(15)からの作動油を第１連通路(43)
に供給する。

【００３７】これにより、各第１分配ポート(41)が作動
油の供給側にされ、かつ、各第２分配ポート(42)が作動
油の排出側にされる。そして、８個のシリンダ(5,5,…)
のうちの半数、すなわち、上昇行程にある４個のシリン
ダ(5,5,…：図４における第３，第４，第７及び第８番
の４個のシリンダ)に対して作動油が供給され、これら
の各シリンダ(5,5,…)に収容されたピストン(6,,6,…)
が駆動力を発生することによりシリンダブロック(2)と
出力軸(10)とが一体に回転する。そして、この回転に伴
い上記シリンダブロック(2)とエンドキャップ(4)との位
置関係が変化し、次に上昇行程に移行する４個のシリン
ダ(5,5,…：図４における第２，第３，第６及び第７番
の４個の各シリンダ)に対して作動油が供給されて上記
シリンダブロック(2)がさらに回転し、これが繰り返さ
れて上記シリンダブロック(2)と出力軸(10)とが連続し
て回転する。一方、下降行程にある４個の各シリンダ
(5,5,…)からは、作動油がピストン(6)によって排出さ
れて排出通路(18)を介して油タンク(19b)に還流され
る。このようにして、旋回モータ(B)は、高出力トルク
の状態で回転作動される。

【００３８】この出力軸(10)の回転に伴い、ピニオン(1
0a)が、ショベル基体(S1)の上面に取り付けられた内歯
ギヤ(7)のギヤ部(7a)に噛み合いながら自転し、旋回モ
ータ(B)がギヤ部(7a)に沿った公転運動を行う。この旋
回モータ(B)の公転運動に伴い、上部旋回体(S3)が、内
歯ギヤ(7)の中心に設定された回転軸(Y)を中心に旋回す
る。

【００３９】次に、旋回モータ(B)を逆転させる場合、
切換弁(19a)を図３の左側位置に切り換え、油圧ポンプ
(15)からの作動油を第２連通路(44)に供給させ、作動油
の供給方向と回収方向とを逆転させる。これにより、各
第２分配ポート(42)を作動油の供給側に、各第１分配ポ
ート(41)を作動油の排出側に切換えることになり、８個
のシリンダ(5,5,…)のうちの上昇行程にある４個の各シ
リンダ(5)に対して作動油を供給する一方、下降行程に
ある４個の各シリンダ(5)から作動油を排出させ、旋回
モータ(B)を回転作動させることができる。

【００４０】−実施形態の効果− 以上説明したように、本形態によれば、出力軸(10)の回
転を拘束するためのブレーキ機構(20)を乾式ブレーキで
構成している。このため、湿式のブレーキ機構に比べ
て、プレッシャリング(20a,20a,…)とプレッシャプレー
ト(20c,20c,…)との間の摩擦係数を高く設定できて両者
の摩擦力を高く得ることができる。従って、プレッシャ
リング(20a,20a,…)及びプレッシャプレート(20c,20c,
…)の配設枚数を少なくしたり外径寸法を小さくしても
十分なブレーキ作用を得ることができる。これにより、
旋回モータ(B)全体としてのコンパクト化及び製造コス
トの削減を図ることができる。

【００４１】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記各実
施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形
態を包含するものである。すなわち、上記各実施形態で
は、旋回モータ(B)の構成として、ケーシング(13)にカ
ムリング(3)を固定し、このカムリング(3)に対して相対
回転するシリンダブロック(2)に出力軸(10)を連結する
ようにしているが、これに限らず、例えば、シリンダブ
ロックを装置本体側に固定し、このシリンダブロックに
対してカムリングを含む環状ケーシングが回転されるよ
うに構成してもよい。

【００４２】上記各実施形態では、カムリング(3)のカ
ム面(3a)にそれぞれ６個づつの凸部(31,31,…)と凹部(3
2,32,…)とを形成し、これに対応して８個のピストン
(6,6,…)を配設しているが、これに限らず、例えばカム
リングの凸部や凹部をそれぞれ６個以外としてもよく、
これに対応して８個以外のピストンを配設するようにし
てもよい。

【００４３】更に、本発明に係る旋回用モータ装置は、
油圧ショベル(S)に限らず、クレーンその他の建設機械
や、建設機械以外の種々の旋回体の旋回用として適用す
ることが可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、ラジアルピストン形のカムモータに対し、ブレ
ーキ機構(20)を構成する複数枚の摩擦プレート(20a,20
c)が油に浸漬しないようにしている。つまり、乾式のブ
レーキ機構としている。このため、湿式のブレーキ機構
に比べて、摩擦プレート(20a,20c)間の摩擦係数を高く
設定できて両者の摩擦力を高く得ることができる。従っ
て、摩擦プレート(20a,20c)の配設枚数を少なくしたり
大きさを小さくしても十分なブレーキ作用を得ることが
できる。これにより、ブレーキ性能を維持しながら、モ
ータ装置全体としてのコンパクト化及び製造コストの削
減を図ることができる。

【００４５】請求項２記載の発明では、シリンダブロッ
ク(2)、カムリング(3)の構成が具体的に特定され、駆動
力を確実に出力することができる。

【００４６】請求項３記載の発明では、出力軸(10)を支
持する一対の軸受け(8,9)間に所定間隔を設けている。
このため、出力軸(10)の径寸法が小さい場合には、軸受
け負担が大きくなるが、両軸受け(8,9)間の間隔寸法を
大きくすることで、この軸受け負担の軽減を図ることが
できる。また、両軸受け(8,9)間に形成された空間をブ
レーキ機構(20)の収容空間として有効に利用している。
このため、この空間を形成したことにより装置全体が大
型化してしまうといったことを回避しながら装置内にブ
レーキ機構(20)の収容部を確保することができ、カムモ
ータ装置の実用性の向上を図ることができる。

【００４７】請求項４記載の発明では、本発明に係るカ
ムモータ装置を油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)の旋
回用として使用している。このため、カムモータ装置の
適用形態が具体化でき、また、重量物である上部旋回体
(S3)の旋回動作を良好に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの全体構成を示す図である。

【図２】上部旋回体の旋回機構を示す斜視図である。

【図３】旋回モータの断面図である。

【図４】図３のIV−IV線における断面図である。

【図５】エンドキャップの斜視図である。

【符号の説明】

(2) シリンダブロック (3) カムリング (3a) カム面 (31) 凸部 (32) 凹部 (5) シリンダ (6) ピストン (8,9) テーパローラベアリング（軸受け） (10) 出力軸（回転側部材） (13) ケーシング（モータ本体、非回転側部
材） (19) 作動油供給系 (20) ネガティブブレーキ機構 (20a) プレッシャリング (20b) プレッシャプレート (23) オイルシール (S) 油圧ショベル (S3) 上部旋回体 (B) 旋回モータ (X) 回転軸（中心軸）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 利幸 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 谷 信幸 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状のシリンダブロック(2)と、 複数の凸部(31,31,…)及び凹部(32,32,…)を備えたカム
   面(3a)が内周側に形成され、上記シリンダブロック(2)
   の外周面を囲んだ状態に配設されたカムリング(3)と、 上記シリンダブロック(2)に対しその中心軸(X)を中心と
   してそれぞれ半径方向外方に延びてシリンダブロック
   (2)の外周面に開口するよう放射状に配設された複数の
   シリンダ(5,5,…)と、 上記カム面(3a)に対して進退するように各シリンダ(5)
   に収容されたピストン(6)とを備え、 作動油供給系(19)から供給される作動油を上記複数のシ
   リンダ(5,5,…)のうちの凹部(32)の底部に向う上昇行程
   にある各ピストン(6)に対応する各シリンダ(5)に対し分
   配供給し、該上昇行程にある各ピストン(6)がカム面(3
   a)を押圧することにより、非回転状態に固定されたシリ
   ンダブロック(2)もしくはカムリング(3)の一方に対して
   他方が回転するように構成されたカムモータ装置におい
   て、 シリンダブロック(2)もしくはカムリング(3)の一方に対
   する他方の回転に伴って回転する側の部材(10)と回転し
   ない側の部材(13)との間には、それぞれに係合された複
   数枚の摩擦プレート(20a,20c)同士が接離可能に配設さ
   れて成るブレーキ機構(20)が設けられていて、摩擦プレ
   ート(20a,20c)同士が離れた状態では回転する側の部材
   (10)の回転が自在となっている一方、摩擦プレート(20
   a,20c)同士が接触した状態ではその接触力により回転す
   る側の部材(10)の回転を拘束するようになっており、 上記ブレーキ機構(20)とシリンダブロック(2)との間に
   はオイルシール(23)が介在されてブレーキ機構(20)への
   作動油の侵入が阻止されていることを特徴とするカムモ
   ータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカムモータ装置におい
   て、 カムリング(3)は、モータ本体(13)に対して非回転状態
   に固定されている一方、 シリンダブロック(2)は、上記モータ本体(13)に回転可
   能に支持されていると共に、出力軸(10)が回転一体に係
   合されており、 一方の摩擦プレート(20c)はモータ本体(13)の内面にス
   プライン係合されている一方、他方の摩擦プレート(20
   a)は出力軸(10)にスプライン係合されていることを特徴
   とするカムモータ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のカムモータ装置におい
   て、 モータ本体(13)の内部には、出力軸(10)を回転自在に支
   持するように、該出力軸(10)の軸線方向に所定間隔を存
   して配置された一対の軸受け(8,9)が設けられており、
   ブレーキ機構(20)は、この両軸受け(8,9)間に配置され
   ていることを特徴とするカムモータ装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のカムモータ装置におい
   て、 モータ本体(13)は油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)に
   固定されており、出力軸(10)は油圧ショベル(S)のショ
   ベル基体(S1)に係合されていて、出力軸(10)の回転駆動
   により、上部旋回体(S3)がショベル基体(S1)に対して鉛
   直軸回りに旋回可能となっていることを特徴とするカム
   モータ装置。