JPS5832974A - ラジアルピストンモ−タの偏心量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ラジアルピストンモータの偏心量制御装置に
□関する。

従来よりラジアルピストンモータで容量が２段階に変え
られるモータ（以下２．速モータという）が広く使用さ
れている。この２速モータは、第１図に示す如く、前後
の主軸受（１）、　（２）を介してケーシング（３）に
支承され、た：クランク軸（４）の主軸受間箇所に、シ
リンタ責５）と（６）をクランク軸軸線と直角に、且つ
、互に逆向きに配設し、また、この箇所のクランク軸部
分（力には偏心ドラム（８）を嵌挿し、その外周面に複
数個の往復ピストン（９）を放射状に配設せしめ、これ
らの往復ピストン（９）は、クランク軸（４）に軸継手
Ｃｌ０）を介して連結された軸パルプ０υに供給路αり
または排出路を介して連通し、一方、偏心ドラム（８）
は、第２図に示す如く、その角形穴部０３）の両端でシ
リンダ（５）のピストンαａとシリンダ（６）のピスト
ン（１５１に接し、角形穴部α〜の両側面でピストン作
動方向と平行なりランク軸側面０６）に摺動可能に嵌挿
している。この場合、ピストン（１４）ばばね（１７）
で偏心ドラム（８）Ｋ押し当てており、偏心ドラム（８
）、ばねａ７）、シリンダ（５）、　（６）およびクラ
ンク軸部分（力で偏心機構を構成している。そして、シ
リンダ（５）、“（６）は通孔α９．（２（Ｉｔ、クラ
ンク軸に形成された環溝ＣＤ、のを介してケーシング（
３）ドパ／Ｉ／７”ケーシングｃ！３）間に介装された
スペーサ（２４）の通孔（２つ。

（２６）に連通しである。

第４図は従来装置の油圧回路図で、（２７）はポンプ、
（至）は回路の最高圧力を規制する＋７１７−フ弁、器
は方向切換弁、（至）は２速モータで、２速モータ００
）と方向切換弁（２９とをつなぐ主流路ｃ３１）と（３
２１は高圧選択弁（３３１で接続し、この高圧選択弁（
３３１の二次側ポートは圧力制御弁０４）を介して２速
モータ００）の偏心機構０（至）のシリンダ（５）およ
び（６）に選択的に接続している。

いま、圧力制御弁Ｃ３４）が位置Ａにある図示状態にお
いて、方向切換弁（２（ト）を位置Ａに切換えると、ポ
ンプ（２ηからの作動液は主流路ｃ３１）に流れると同
時に、その一部は高圧選択弁Ｃ３３１から圧力制御弁Ｃ
（４］を経てシリンダ（５）に入り、他方、主流路Ｃ３
３およびシリンダ（６）は共にタンクｒ３５）に通じる
。これにより、偏心ドラム（８）は第２図に示す如く、
クランク軸（４）に対して大偏心Ｅとなる。また、圧力
制御弁（３４１を位置Ｂに切換えると、高圧選択弁（ハ
）からの作動液はシリンダ（６）に入り、シリンダ（５
）はタンクに通じるので、偏心ドラム（８）は第３図に
示す如く、小偏心ｅとなる。

次に、方向切換弁のを位置Ｂに切換えると、ポンプ（５
）からの作動液は主流路（３２に流れモータ（７）は前
と逆の回転となる。この場合にも偏心機構（１８）は圧
力制御弁０滲により大偏心または小偏心のいずれかに切
換えられるので、中間の偏心量は得られず、機能面で劣
る欠点がある。

そこで本発明においては、２速モータにその偏心機構を
制御する圧力制御弁とこの圧力制御弁を制御する方向切
換弁を組合せて２速モータの偏心ドラムを最大偏心、最
小偏心および中間偏心の６段階に使い分けすることがで
きるラジアルピストンモータの偏心量制御装置を提供す
ることを目的としている。

以下本発明の実施例を図面について説明する。第５図に
示す実施例は、第４図に示す従来装置の圧力制御弁０滲
の代りに、中立位置を有する圧力制御弁（至）と、この
圧力制御弁のスプール両端側の液室（５２）、　（４７
）に高圧選択弁（３３１からのモータ入口圧力を選択的
に導くだめの方向制御弁ｃ３ηを設けたもので、その他
の構成は第４図に示す従来装置と同じ構成であり、各部
品は第４図に示す対応部品と同じ符号にとっている。

圧力制御弁（至）は、例えば第６図に示す如く、ケーシ
ング（４１の弁孔（４υに両端部と中央部にランド（４
Ｌ　（４３１，、（４（イ）を形成したスプール（４ツ
を嵌挿し、スプール（４５１の一端には液室（４ηに嵌
挿されたピストン（４槌を当接し、スプールの他端はば
ね受は軸（４９）との間にばね印を介装し、ばね受は軸
（４９の外端部にはねじ５４）を形成しこれにストッパ
印を螺合させる。また、ばね受は軸（４９）の中間にあ
るピストン部ら９とケーシング（４０とで液室めを形成
し、この液室と前記液室（４ηには方向切換弁Ｃ１ηか
らのモータ入口圧力を導いている。

一方、弁孔（４υには、図示の如くスプール（４つが中
立位置にあるとき、ランド（４４）で閉塞される環溝（
５匂、ランド（４２１ｔ　（４３で閉塞される環溝６η
、槌を形成し、この環溝ｅ５７）、　（５Ｆｊはスプー
ル両端側の容室５９）　？　（ｅｏ）と共に、通孔−で
タンクポート（６２）に連通し、環溝鏝はＨポート（６
■に、ランド（４２１，（４４）間の液室（６４）はＸ
ポート（６７）に、ランド（４３″：′、（４４）間の
液室（６６）はＹポー）　（６５）に連通している。

本実施例は前記するような構成であるから、第５図にお
いて、方向切換弁０７）は中立位置にとり、方向切換弁
（２９は中立位置から位置Ａまたは位置Ｂに切換えてモ
ータ（至）にポンプ作動液を導くと、モータ入口圧力は
高圧選択弁（至）、方向切換弁ＣＤを経て圧力制御弁（
ト）の液室（４７）、　（５２１に導かれる。これによ
りばね受は軸０９は第６図に示す如くストッパ６９がケ
ーシング顛に当接して位置決めされ、この状態でばね（
５（ｌｌの力ＦＸと、モータ入口圧力をうけるピストン
（４枠のスプール押圧力が等しい場合には、スプール（
４５１は中立位置にあってＨポート１転タンクポート（
６２１ＳＸボー）　（６７）、Ｘホード６つをブロック
する。この状態では偏心機構０８の偏心ドラム（８）は
最大偏心でもなければ最小偏心でもなく、その中間位置
でとどまっており、この状態は、偏心ドラム（８）を動
かそうとする力が働いても、偏心ドラム（８）をその位
置に静止させる圧力がシリンダ（５）、　（６）に発生
することにより保たれる。

いま、この中立状態でのモータ（至）の作動条件を、仮
にモータ入ロ圧力ＰＡ、偏心量ｅ、ｏｓ、モータ容量ｑ
５゜、回転数Ｎ、。と定める。その後、モータ入口圧力
が上昇すると、ピストン（４８１のスプール押圧力は大
きくなるが、ばね価の力はばね受は軸（４９）がストッ
パｒ５５）で位置決めされていて変らないので、スプー
ル（４つは右行し、環溝−と液室（６４）および環溝（
５ｇＩと液室（６６）を連通し、Ｈポート關とＸホード
（６′７）オヨヒＹホード（６５）トＲホード（６ｚヲ
連通する結果、第５図において、高圧選択弁□□□から
の作動液は偏心機構ａ８のシリンダ（５）に流入しシリ
ンダ（６）はタンクに連通して、偏心ドラム（８）は偏
心量を大きくする方向に移動する。これによりモータ容
量が増大するので、モータ入口圧力は下がり元のモータ
入口圧力ＰＡに戻る。即ち、スプール（４つはばねＳＧ
で中立位置に戻るが、この時の偏心ドラム（８）の偏心
量はｅ、。の例えば１．６倍であればｅ、。、モータ容
量はｑｇｏの１．６倍でｑａ。

に変化しており、供給液量が一定であるから、回転数は
Ｎｅｏの１　／　１．６倍に減少している。

次に、偏心量ｅ８゜の状態から負荷が半減すると、モー
タ入口圧力ＰＡは低下しばね６０の力はピストン（４□
□□のスプール押圧力より優シ、スプール（４つは左行
し、環溝（５６）と液室（６Ｅ９および環溝６ηと液室
Ｉ４）が連通し、Ｈボート（６■とＹ゛ボート６５）お
よびＸポート（６７）とＲポート（財）が連通ずる結果
、第５図において、高圧選択弁（至）からの作動液は偏
心機構餞のシリンダ（６）に流入しシリンダ（５）はタ
ンクに通じ、偏心ドラム（８）は偏心量を小さくする方
向に移動する。これによりモータ容量は減少するからモ
ータ入力圧力は上がり、元のモータ入口圧力ＰＡに戻る
。即ち、スプール（４ツは中立位置に戻るが、この時の
偏心ドラム（８）の偏心量はｅ４ｏ　％モータ容量はｑ
ｎｏ　に減少しており、回転数は（Ｎ、。×六）からそ
の２倍に増加して静定する。

次は１第５図において、方向切換弁（３７）を位置Ａに
切換え、ついで方向切換弁（２（ト）を中立位置から位
置Ａまたは位置Ｂに切換えてモータ（至）にポンプ作動
液を導くと、モータ入口圧力は高圧選択弁（至）、方向
切換弁（３７）、流路例を経て圧力制御弁（列の液室（
！ｉ２に導かれ、ばね受は軸（４［株］は左方へ突き出
てストッパ（！ｉ５）で位置決めされてばね（５（ｌｌ
の力は増大し、一方、液室（４７）はタンクに通じるの
で、第６図において、スプール（４９は左行し、Ｈボー
ト關とＹボー）　（６５１およびＸポート（６ηとＲポ
ー１’（６２を連通ずる。これにより偏心機構０８）の
シリンダ（６）にモータ入口圧力が作用しシリンダ（５
）はタンクに通じるので、モータ（３ｏ）は負荷に関係
なく最小側・６で作動することとなる。

逆に、方向切換弁６７）を位置Ｂに切換えると、高圧選
択弁Ｃ３３からのモータ入口圧力は圧力制御弁（至）の
ピストン（４印に作用し、液室５２１はタンクに通じば
ね（５０は伸張するので、第６図において、スプール（
４９はピストン（４印により右行し、Ｈポート（財）と
Ｘポート（６７）およびＹポート霞とＲポート（６２１
を連通ずる。従って、偏心機構（１印のシリンダ（５）
にモータ入口圧力が作用しシリンダ（６）はタンクに通
じ、モータ（至）は負荷に関係なく最大偏心で作動する
こととなる。

なお、モータ（３（Ｉｔの入口圧力ＰＡを変化させるに
は、第６図においてストッパ６つをねじ込むかゆるめる
かして、ばね（５Ｇのセット長さを変える。

なおまた、方向切換弁（３７）は手動切換弁をもって示
したが、油圧や電気で作動する切換弁にすれば遠隔操作
に便利である。

第７図に示すものは、第５図に示す装置を改良したもの
で、偏心機構α樽のシリンダ（５）、　ｆ６）にモータ
入口圧力を選択的に導く圧力制御弁の一方のパイロット
圧を遠隔操作により変えるようにしている。この実施例
においては、圧カ制御弁關のスプール両端側の液室（６
１，（７０）に高圧選択弁０りからの作動液を方向切換
弁（３７）、絞シσυ、（７湯を介して導き、且つ、絞
シσυと液室（６！１６をっなぐ流路ｑ３に接続するタ
ンク側の戻り流路（２）には圧力調整弁σつを介装する
ことにより、液室σ０）にはモータ入口圧力を導くが、
液室（６印には圧力調整弁（７９の設定圧力ＰＮを導く
ようにしている。

前記圧力制御弁−は、第８図に示す如く、ケーシングＱ
Ｏの弁孔σηに両端部と中央にランド６樽、閥、輸を形
成したスプール（８１）を嵌挿し、弁孔ｑηには、スプ
ールが中立位置にあるとき、ランド軸で閉塞される環溝
曽、ランドｆｆ１ｌｏ、　（７９）で閉塞される環溝（
ハ）、Ｎを形成し、環溝侶のはＨポート（ハ）に連通し
、環溝（財）、＠ａはスプール両端側の容室（財）、　
（８７）と共に通孔端でＲポート（ハ）に連通し、ラン
ドＣＩＢと（イ）間の液室（９■はＸポート（９υに、
ランド＠Ｏと６Ｓ間の液室（９２１はＸポート（９３に
連通しており、以上の構成は第６図に示すものと同じで
ある。ところが、この圧力制御弁（６印は、スプール（
８１）の一端には液室σ０）に嵌挿されたピストン（９
４）を当接させ、スプールの他端には液室（６ｇｌに嵌
挿された小径ピストン（９５１とばね（イ）を当接させ
、ピストン（９４）にはモータ入口圧力を、また、小径
ピストン（９５１には圧力調整弁σ９の設定圧力ＰＮを
導いている。即ち、断面積Ａ、のピストン（９４）のス
プール押圧力Ｆ、　＝　Ａ、・ＰＡと断面積Ａ８の小径
ピストン（９５）のスプール押圧力Ｆ、　＝　Ａ、・Ｐ
Ｎにばね０υのカに−Ｘを加えた力とをスプール侶υを
介して対抗させているので、セットしたいモータ入口圧
力ＰＡに対しては　−Ｆ、　　　　Ａ、°ＰＡ Ｆｚ　　Ａｓ　、ＰＮ　＋ｋ　、Ｘ　＝　１となるＰＮ
を選べばよい。

ただし、ｋはばね（イ）のばね常数、χはたわみ量であ
る。

なお、圧力調整弁σ９の設定圧力ＰＮはモータ入口圧力
ＰＡを選定した後は一定にしているので、モータの変速
駆動において、圧力制御弁（６８１は第６図に示す圧力
制御弁（至）と同様に機能する。

なおまた、圧力調整弁σ９には可変絞り、リリーフ弁等
を使用するが、その設定圧力ＰＭは遠隔操作で設定して
いる。その設定方法は適宜の公知方法、例えばリリーフ
弁ではそのベントラインを調圧する方法、電磁ＩＪ　Ｉ
Ｊ−７弁で電気制御する方法を採っている。なおまた、
本実施例では作動液の一部は圧力調整弁ＣＩωを通って
タンクへ逃げるが、絞りσηにより圧力調整弁σつの圧
力を設定するに必要な流量程度にまで絞り通過流量を押
えるようにしているので、モータ容積効率に影響を与え
ることがない。また、絞りｆｆ２１は制御装置の安定性
を保つためのものである。

以上説明した如く本発明においては、２速モータにその
偏心機構を制御する圧力制御弁とこの圧力制御弁を制御
する方向切換弁を組合わせ、この方向切換弁を中立位置
に切換えると負荷に対応した速度が得られ、方向切換弁
を中立位置から機能位置へ切換えると、負荷と無関係に
モータ容量を最大および最小に選択でき低速、高速を任
意に選定できる。従って、本発明を例　　４えばクレー
ン用ウィンチに実施すれば、荷の巻上げにおいて方向切
換弁を中立位置に切換えると、軽荷重高速巻上げ、重荷
重低速巻上げとなり、荷の巻下げにおいて方向切換弁を
小容量側に切換えると、軽・重荷重高速巻下げとなり作
業能率が向上し、荷の巻上げ開始時、荷の着地等では方
向切換弁を大容量側に切換えると低速となり、安全性が
向上する。また、過大荷重を巻下げる際、モータ容量が
小さいとモータに過大なブレーキング圧力が発生してモ
ータが破損する危険があり、また、荷重量り時、サグ量
（′１： 荷のずり落ち量）はモータ容量の２乗に逆比例するから
、このような場合には、方向切換弁を大容量側へ切換え
てモータ容量を最大とすることにより、モータを保護し
、また、サグ量を小さくして荷役作業の安全を図ること
ができる。

また、建設機械等の走行装置に実施すれば、軽負荷での
徐行運転、傾斜地での油もれによる自走を防止で゛きる
等の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はラジアルピストンモータの縦断面図、第２図は
同モータの偏心機構の最大偏心状態を示す横断面図、第
６図は同じく最小偏心状態を示す横断面図、第４図は従
来装置の油圧回路図、第５図は本発明の実施例を示す油
圧回路図、第６図は第５図に示す圧力制御弁の縦断面図
、第７図は第２発明の実施例を示す油圧回路図、第８図
は第７図に示す圧力制御弁の縦断面図で：ある。　。 ４・・・クランク軸、５，６・・・シリンダ、８・・・
偏心ドラム、９・・・往復ビδトン、１１・・・軸パル
プ、１２・・・給油路、１３・・・角形穴部、１４．１
５・・・ピストン、１８・・・偏心機構、２７・・・ポ
ンプ、２９、・・・方向切換弁、６０・・・２速モータ
、３３・・・高圧選択弁、′５６・・・圧力制御弁、３
７・・・方向切換弁、４５．８１・・・スプール、４８
．９４・・・ピストン、４９・・・ばね受は軸、５０．
９６・・・ばね、５５・・・ストッパ、６８・・・圧力
制御１．７１゜７２・・・絞シ、７５・・・圧力調整弁
、９５・・・小径ピストン。 特許出願人　　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士太田謙三 第１図 第４図　　　　　　　　　第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、クランク軸にクランク軸軸線と直角に且つ互に逆向
   きに配設された一対の液圧シリンダ、クランク軸に角形
   穴部の両側部で嵌挿し且つ前記一対の液圧シリンダのピ
   ストンに角形穴部の両端で当接してシリンダ作動方向に
   摺動自在とした偏心ドラム、偏心ドラムの外周面部に放
   射状に配設され且つクランク軸に連結された軸パルプに
   給・排絡を介してつながる往復ピストン群を含むラジア
   ルピストンモータの前記軸パルプに、方向切換弁を介し
   て液圧源を接続すると共に、前記一対の液圧シリンダに
   圧力制御弁を介してラジアルピストンモータ入口圧力を
   導くようにしたものにおいて、前記圧力制御弁は、中立
   位置を有し、且つ、スプールの一端にはピストンを配役
   し他端にはストッパで行程端を規制されたばね受は軸と
   の間にばねを介装し、ピストンおよびばね受は軸に、中
   立位置を有する方向切換弁を介してラジアルピストンモ
   ータ入口圧力を選択的に導くようにしたことを特徴とす
   るラジアルピストンモータの偏心量制御装置２、クラン
   ク軸にクランク軸軸線と直角に且つ互に逆向きに配設さ
   れた一対の液圧シリンダ、クランク軸に角形穴部の両側
   部で嵌挿し且つ前記一対の液圧シリンダのピストンに角
   形穴部の両端で当接してシリンダ作動方向に摺動自在と
   した偏心ドラム、偏心ドラムの外周面部に放射状に配設
   され且つクランク軸に連結された軸バルブに給・排絡を
   介してつながる往復ピストン群を含むラジアルピストン
   モータの前記軸パルプに、方向切換弁を介して液圧源を
   接続すると共に、前記一対の液圧シリンダに圧力制御弁
   を介してラジアルピストン３モータ入口圧力を導くよう
   にしたものにおいて、前記圧力制御弁は、中立位置を有
   し、且つ、スプールの一端にはピストンを、また、他端
   にはばねと小径ピストンを配設し、ピストンおよび小径
   ピストンに、中立位置を有する方向切換弁を介してラジ
   アルピストンモータ入口圧力を選択的に導くようにする
   と共に、この方向切換弁と小径ピストンとの間に絞りと
   その下流に圧力調整弁を配設したことを特徴とするラジ
   アルピストンモータの偏心量制御装置。