JPS59113274A

JPS59113274A - 可変型油圧アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS59113274A
Application number: JP57223412A
Authority: JP
Inventors: Masato Kosaka; 小坂　正人
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-06-29
Also published as: JPH0340236B2

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、可変型油圧アクチュエータに関Ｌ、特に高中
低の一定の三速に可変自在な油圧モータあるいは油圧ポ
ンプとして利用される可変型油圧アクチュエータに関す
る。

ブルドーザやショベルドーザ等の高速、中速および低速
の一定の三速の走行が要求されるものにあっては、従来
より、可変型アクチュエータからなる可変型油圧モータ
が使用されているのが実情である。この可変型油圧モー
タによるときは、高速から低速に連続して変更されるよ
うに形成されていることから、いきおい装置全体が大型
化され利用のためブルドーザやショベルドーザに搭載す
る際に大きな容積を要す不都合があった。また、連続可
変させろために装置自体として、傾斜板の所望の傾斜状
態を維持させろために大きなピストン推力が必要となり
、そのために部品強度を大λくしなければならない等の
不利不便があった。そのため、簡単な構成かつ小さな容
積に形成され高中低の一定の三速のみに変更可能な油圧
モータの提供が要望されていた。

そこで本発明は、高中低の一定の三速にのみ可変自在な
油圧モータあるいは油圧ポンプとして使用できる可変型
油圧アクチュエータを新たに提供することを目的とし、
この目的達成のために本発明の構成は、ケーシングと、
このケーシングに枢着された回転軸と、この回転軸に連
結されたシリンダブロックと、このシリンダブロックに
挿入されたプランジャに嵌装されたシューが摺動自在に
尚接する斜板と、上記シリンダブロックに隣接するよう
にケーシング内に装置されたプレ・−トとからなる油圧
アクチュエータにおいて、上記斜板はシューの当接面を
平滑面部とするととも（屹反対面を一つの垂直面部と二
つの傾斜面部としケーシングに形成された一対の抑圧部
材のいずれか一方の作動時により垂直面部に二つの傾斜
面部のいずれか一方をケーシングに面接触かつ一対の抑
圧部材の非作動時に垂直面部をケーシングに面接触させ
るように起伏回転されてその傾斜角が変更されろように
形＋＊ｌ−たものである。

以下、図示した好適な実施例に基づいて本発明を説明す
る。

牙１図は、本発明に係る可変形油圧アクチュエータを油
圧モータＡとして使用する場合の回路図を示すものであ
るが、工゛ノジンＢの作動によりオイルポンプＣからの
油が往路りを経由して油圧モータＡに至り、油圧モータ
Ａを駆動した後に復路Ｅを経て油がオイルポンプＣに戻
るようになっている。そしてこの油圧モータＡは、判・
２図に示すように、ケーシングｌと、回転軸２と、シリ
ンダブロック３と、斜板４と、プレート５とを有してい
る。

上記ケーシング１は、内部に内空部１ｏを有するととも
に中央に前記回転軸２を枢着している。そして、上記内
空部１ｏ内には前記シリンダブロック３、斜板４および
プレート５を有している。また、ケーシング１には、吸
込用油路１１、吐出用油路１２および一対の補助油路１
３α、１３ｂが穿設されており、さらに、当該各補助油
路１３ａ、１３．／）と各々連通する一対の補助シリン
ダ１４ａ、ｌｄが設けられている。この各補助シリンダ
１４内には各補助油路１３を介して作用する油圧により
摺動する抑圧部材がそれぞれ嵌装３されており、この抑
圧部材は補助プランジャ１５　（１５ａ、ｉ５Ｉ！Ｉ）
と補助シュー１６　（１６ａ、１６ｊ５）とからなり、
補助プランジャ１５の先端に補助シュー１６を回動自在
に嵌装しているものである。尚、上記吸込用油路１１は
前記往路Ｄ（矛１図参照）と連通ずるもので、上記吐出
用油路１２は前記復路Ｅ（牙１図参照）と連通ずるもの
である。また、補助油路１３ａ、１３ｂには前記オイル
ポンプＣ（第１図参照）から別途径路、制御装置（図示
せず）を経て油が誘導される。

上記回転軸′・２は、前記ケ・−シング１の中央にベア
リング２０．２１を介して枢着されかつシール部材２２
により封緘されているとともに、内空部１０内で前記シ
リンダブロック３をその中央でスプライン結合により連
結してなり、シリンダブロック３が内空部１０内で回転
し得るようにこれを保持している。尚、この回転軸２の
一端には、例えば減速機等の回転軸（図示せず）が連結
されるジヨイント孔２３が形成されている。また、回転
軸２にシリンダブロック３を連結する方法は、上記スプ
ライン結合のほか任意に選択されること勿論である。

上記シリンダブロック３は、全体に肉厚の円板状に形成
されており、複数個のシリンダ３０が穿設されている。

このシリンダ３ｏ内には一端開口からプランジャ３１が
挿入されており、このプランジャ３１の先端にはシュー
３２が回動自在に嵌装されている。このシュ・−３２の
先端面は前記斜板４に当接される。上記シリンダ３０の
他端中央に相応する部位にはシリンダブロック３の肉厚
を貫通して形成されたポ・−ト３３を有している。この
ポート３３ば、シリンダブロック３の回転に応じて前記
吸込用油路１１あるいは吐出用油路１２とプレート５を
介してではあるが連通ずるようになっている。また、こ
のシリンダブロック３には、当該シリンダブロック３を
常にプレート５に、また上記シュ・−３２を常に斜板４
にそれぞれ押し付ける抑圧装置が設けられている。すな
わち、シリンダブロック３の中央近傍の回転軸２に隣接
する部位には適宜広さの空間が形成されており、当該空
間にシリンダブロック３からストッパ３４を突設すると
ともにこのストッパ３４に一方の駒３５αを係止させ、
この駒３５αにスプリング３６の一端を保持させかつス
プリング３６の他端を他方の駒３５１５に係止させるよ
うにし、他方の駒３５Ａにシリンダブロック３を貫通す
るロッド３７を当接させるとともにこのロッド３７先端
にカム３８を当接させ、さらにこのカム３８のカム面に
シュー３２に装着された止め片３９を当接させてなるも
のである。すなわち、この抑圧装置は、スプリング３６
の反発力でシリンダブロック３をプレート５に押し付け
るとともにレユ・−３２を止め片３９により斜板４に押
し付けているものである。従って、シリンダ３０内が無
圧状態にあるときから加圧状態に移行するとき、シリン
ダブロック３とプレート５との間から油が漏出しシリン
ダブロック３の回転が阻害されることとなる虞れがなく
なり、順調にシリンダ３０内・り３を回転させ回転軸２
を回転させることが可能になる。

上記斜板４は、）・３図（（イ）に示すように全体にド
ーナツ状の平面形状を有するように形成されているとと
もに、牙３図（ロ）に示すように全体に楔状の側面形状
を有するように形成されている。

そして、ケ・−ラング１側の隣接面は垂直面部４０と任
意角度の二つの傾斜面部４１１Ｚ、４１Ａとからなり、
シュー３２側の隣接面は上記傾斜面部４１の傾斜角度よ
り大きい角度で傾斜面に形成されかつ一ヒ記シュー３２
の摺動を可とするように平滑面部４２とされている。ま
た、垂直面部４０と傾斜面部４１α、４１ｈとの分岐部
分には、ここを中心とするボール孔４３ａ、４３Ａが形
成されており、このボール孔４３α、４３ｂに対応する
位置のケーシング１内壁に形成されたボール孔（図示せ
ず）との間にはボール４４（Ｌ、４４ｈを挾持するよう
になっている。従って、各補助シリンダ１４ａ。

１４Ａ内に油圧が無い場合には、前記シリンダブロック
３の押付装置により斜板４は常にその垂直面部４０のみ
をケ・−シング１の内壁に面接触させて支持されている
（牙４図（（イ）参照）。しかし、一方の補助シリンダ
１４ｈ内に油圧が作用すると、その補助プランジャ１５
ｂが前進して補助シュー１６ｈが斜板４の一方の傾斜面
部４１ｈを押圧■２、他方の傾斜面部４１αをケ・−シ
ング１の内壁に面接触させる（牙４図（ロ）参照）。こ
のとき、上段のポール孔４３α内のボール４４αが斜板
４の起伏回転の中心となる。次に、斜板４の垂直面部４
０がケーシング１の内壁に面接触している状態から（牙
４図（イ）参照）、他方の補助シリンダ１４１Ｚ内に油
圧が作用すると、その補助プランジャ１５Ｚが前進して
補足シュー１ｆｌｌが斜板４の他方の傾斜面部４１ａを
押圧し、一方の傾斜面部４１ｈをケーシング１の内壁に
面接触させる（牙４図（う参照）。このとと、下段のポ
ール孔４３ｂ内のボール４４Ａが斜板４の起伏回転の中
心となる。

ここで、斜板４の平滑面部４２に作用する力Ｆと、斜板
４の二つの傾斜面部４１α、４１ｂに押圧部材から作用
する力ｆα、ｆｂとの関係について牙４図に基づいて説
明する。

すなわち、矛４図（ロ）に示す場合は、上方の傾斜面部
４１αをケーシング１に面接触させている場合であるが
、このとき、下方の抑圧部材から作用するｆｂは下式が
成立する。

ｆｂ＞　’／（ＺＪ　Ｘ　ＦｆｂＪｂ２＋″）／（ａ２＋／！、２）×Ｆそして、こ
の状態のとき、安定状態で回転するもので、低速回転の
油圧モータとなるものである。

また、牙４図０）に示す場合は、下方の傾斜面部４１ｈ
がケーシング−に面接触ｌ−ている場合であるが、この
とき、上方の抑圧部材から作用するムは下式が成立する
関係にある。

ｆａ〉ｌ／ａＸＦ／ｆａ〈（ｂ１＋ｌｔ　）Ａａｔ＋ｌｉ　）　×Ｆそして
、この状態のとき安定状態で回転するもので、高速回転
の油圧モータとなるものである。

さらに、】・４図（（イ）に示す場合は、いずれの傾斜
面部４１もケーシング−に面接触させておらず、垂直面
部４０のみをケーシング−に面接触させている場合であ
るが、このとき、各抑圧部材からの力ｆα、ｆｂは零で
ある。すなわち、力Ｆは二つのポール４４ａ、４．４Ａ
の中心点０ａ、　０ｂ間にあるものである。そして、こ
の状態のとき安定１−て回転するもので、中速回転の油
圧モータとなるものである。

尚、斜板４には、前記回転軸２の挿通を可とするように
開口４５が形成されていることは勿論であり、また斜板
４の起伏回転の際にベアリング２１との衝突を回避する
ための溝部４６およびシュー３２に装着された止め片３
９の衝突を回避するための切欠部４７が形成される等の
配慮がなされている（牙３図参照）。また、上記斜板４
は、ポール４４α、４４ｂのいずれか一方を中心として
起伏回転するものであるが、このポール４４に代えて、
ボール孔４３姥相応する位置に山型、半球状等の突起あ
るいは水平リブ等を突設し、他方隣接するケーシング１
内壁に相応する受部な形成することとしてその起伏回転
を可とするものであってもよい。

上記プレート５は、シリンダブロック３とケーシング１
との間に介在されてなり、矛５図に示すように全体にド
ーナツ形状を呈するように形成されており、かつ、その
平面部分には、その肉厚を貫通して形成された略半月状
を呈する吸込用溝５０と吐出用溝５１とを有している。

また、両溝５０および５１の相互に隣り合う端部間には
シリンダブロック３に形成されているポート３３の開口
面積と一致する封鎖部５２が形成されている。そして、
上記吸込用溝５０は、ケージジグ１に形成されている吸
込用油路１１に連通１−１吐出用溝５１は同じくケーシ
ング１に形成されている吐出用油路１２に連通１−てい
るものである。尚、このプレート５は、上記のようにポ
ート３３と油路１１あるいは油路１２との連通、遮断を
司どるものであるから、ケーシング１の内壁に定着され
ているように適宜定着手段で保持されている。

以上のように構成された本発明の実施例に係る油圧モー
タＡは、次のように作動する。

先ず、エンジンＥを作動してオイルボ：ノプＣから加圧
された油を往路りを経て吸込用油路１１に送る。この加
圧された油は、吸込用油路１１と連通する吸込用溝５０
を経て、との吸込用溝５０上に位置するポート３３に送
り込まれる。このポート３１−！、シリンダ３０に連通
しているから油はシリンダ３０内に侵入する。シリンダ
３０内に油が侵入するとこれに伴ってプランジャ３１が
前進しようとする。しかし、プランジャ３１の先端に嵌
装されたＳツユ−３２は隣接する斜板４の平滑面部４２
に当接されており、平滑面部４２に垂直方向に作用する
動きは規制されて横方向すなわち平滑面部４２に副った
動きのみ惹起される。従って、プランジャ３１の前進に
伴ってシリンダブロック３が回転することとなる。冑、
シリンダブロック３の回転前、すなわち、油が無圧状態
にあるときは、押圧装置によってシリンダブロック３は
プレート５に押し付けられ、シュー３２は斜板４に押し
付けられているので、プレート５とシリンダブロック３
との間等の隣接箇所からの油の漏出を生じたり、これに
よるシリンダブロック３の回転不能を惹起させたりする
ことがなく、油を加圧状態にすれば直ちにシリンダブロ
ック３が回転することになる。

以−、ヒのように１−てシリンダ３０内に油が送り込ま
れる訳であるが、このシリンダ３０内の油の送込および
吐出について牙５図を参照しつつ説明する。伺、図中３
３ａ、３３ｈ、３３Ｃ，３３ｄ、３３ｇの各符号はポー
ト３３の移動位置を示すものである。

先ず、あるレリンダ３０のポート３３が一方（図中上方
）の封鎖部５２に位置するときは、シリンダ３０内の油
は排出されることがない。

しかし、シリンダブロック３が、わずかに回転されると
プランジ３１がうリング３０内に侵入してくるとともに
ポート３３（図中３３ａ）は吐出用溝５１と連通して、
シリンダ３０内の油が吐出され始めろ。そしてシリンダ
ブロック３の回転が進んでそのポート３３（図中３３ｈ
）が吐出用溝５１の他端と連通することとなるととはシ
リンダ３０内の油はほとんど吐出され、ポート３３（図
中３３０）が他方（′Ａ’　５図中下方）の封鎖部５２
に至るときはシリンダ３０内からの油の吐出は中止され
る。そしてさらに、シリンダブロック３の回転が進むと
ポート３３（図中３３ｄ）が吸込用溝５０に連通するこ
とになり、シリンダ３０内に油を侵入させ始め、ポート
３３（図中３３ｅ）が吸込用溝５０の他端に連通ずるこ
ととなるときは、シリンダ３０内に油が満杯の状態とな
る。この状態のままシリンダブロック３が回転し、ポー
ト３３が再度一方の封鎖部５２に移動１．、当初の油の
吐出を開始する態勢に戻る。

以上のような作動が複数個装備されているシリソダ３０
において行われることからシリンダブロック３が回転し
、これに連結された回転軸２が回転駆動されることとな
る。従って、油の加圧状態を解除すれば、回転軸２の回
転１駆動を中止することができる。尚、油を無圧状態に
１−だときも、シュー３２は、常に斜板４に押し付けら
れていることは前述した通りであるから、任意に加圧あ
るいは解除を繰り返しても、油の漏出等による回転軸２
０回転不能を招来することはない。

以上の作動は斜板４が矛４図（イ）（ロ）および（ハ）
のいずれの場合にあるときでも異なるところがない。た
だ、牙４図（イ）の場合すなわち、斜板４の垂直面部４
０がケ・−シング１の内壁に面接触し安定されている場
合には、中速モータとなり、牙４図（ロ）の場合すなわ
ち、斜板４の上方の傾斜面部４１αがケーシング１の内
壁に面抵触し安定されている場合には低速モータとなり
、牙４図Ｃ）の場合は下方の傾斜面部４１Ａがケーシン
グ１の内壁に面接触し安定されて高速モータとなるもの
である。この斜板４の傾斜操作については前述したとこ
ろであるが、補助プランジャ１５すなわち補助シ１−１
６は、斜板４の傾斜面部４１に常に押圧されている訳で
はない。補助シリンダ１４内が無圧状態のときは、斜板
４の垂直面部４０は専らケ・−シング１の内壁に面接触
しているものであるから、この段において補助プランジ
ャ１５に推力は要求されない。また、補助シリンダ１４
内が加圧状態になったときは斜板４の傾斜面部４１が補
助シュ・−１６だけでなくケ・−シング１の内壁にも面
接触することとなるので、補助プランジャ１５の推力は
大きなものである必要がない。補助プランジャ１５に必
要な推力は前述した式が成立する範囲のものであれば足
りるものである。

以上の構成および作用は１本発明の油圧モータとしての
実施例であるが、これに代えて油圧ポンプの実施例とさ
れるときには、上記回転軸２を駆動軸として回転すると
き、吸込用油路１１から無圧状態の油を吸入し、吐出用
油路１２から加圧状態の油を排出することができるもの
となるのは勿論であり、そのとき高速排出、中速排出お
よび低速排出を自在に行い得ることも勿論である。

以上のように本発明によれば、高速、中速あるいは低速
の一定の３速に自在に変更できる油圧モータあるいは油
圧ポンプとしての可変型油圧アクチュエータを得ること
ができる。しかも、その構造にあって簡易に構成されて
いるので、製作にあって容易となり実施ｆｉＴ　ｊｉ’
Ｑ性が増大されるとともに、部品点数を削減でき経済的
となる利点がある。さらに、その設置使用にあって、大
きな容積を必要としないのみならず、複雑な操作装置等
の設置、準備が不要となり、簡単な操作で使用等できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

牙１図は本発明に係る可変型油圧アクチュエータを油圧
モータとして使用した場合の回路図、牙２図は本実施例
に係る油圧モータを示す縦断面図、牙３図（イ）は斜板
の正面図、牙３図（ロ）は斜板の側面図、牙４図（イ）
（ロ）および、’Ｊ−４図（ロ）は斜板の作動状態を示
す側面図、牙５図はプレートを示す正面図である。１・・−ケーシング、２１１・・回転軸、３−・・Φ・
・シリンダブロック、４・・・斜板、５・・・プレ・−
ト、１４ａ、１４ｂ−−−補助シリンダ、１５ｆＺ、１
５Ａ・・・補助プランジャ、１６（Ｚ、　１（３Ａ・・
・補助シュ・−１３０・・・シリンダ、３１・・・プラ
ンジャ、３２・・・シュー、４ｏ・・・平滑面部、４１
α。４１ｂ・・・傾斜面部、４．３（Ｌ、４３ｂ・・・ポー
ル孔、４４α、４４ｂ・−・ボール。代理人弁理士大野　泉

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケ・−シングと、このケーシングに枢着された回
転軸と、この回転軸に連結されたシリンダブロックと、
このシリンダブロックに挿入されたプランジャに嵌装さ
れたシューが摺動自在に当接する斜板と、上記シリンダ
ブロックに隣接するようにケーシング内に装置されたプ
レートとからなる油圧アクチュエータ（Ｃおいて、上記
斜板はシューの当接面を平滑面部とするとともに反対面
を一つの垂直面部と二つの傾斜面部とし、ケーシングに
形成された一対の抑圧部材のいずれか一方の作動時に二
つの傾斜面部のいずれか一方をケーシングに面接触させ
、かつ一対の抑圧部材の非作動時に垂直面部をケーシン
グに面接触させるように起伏回転されてその傾斜角が変
更されるように形成された可変型油圧アクチュエータ。
（２）シリンダブロックは、このシリンダブロックを、
プレートに押し付けるとともにプランジャに嵌装された
シュ・−を斜板に押し付けるように作動する抑圧装置を
有してなる特許請求の範囲牙１項記載の可変型油圧アク
チュエータ。
（３）斜板はケーシングとの隣接部に−Ｌ下二段に装置
されたボールのいずれか一方をその起伏回転の中心とし
て傾斜することを可とするように形成されてなる特許請
求の範囲牙１項記載の可変型油圧アクチュエータ。