JPS59175605A - 可変型油圧アクチユエ−タの制御装置 - 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、可変型油圧アクチュエータの制御装置に関し
、特に高低２速に可変自在な油圧モータとして使用でき
る可変型油圧アクチュエータの制御装置に関する。

ブルドーザやショベルドーザ等の高速および低速の２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としての可変型油圧モ
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、どお
しても装置全体が大型化されブルドーザやショベルドー
ザに塔載するときに大きな容積を要す不都合があった。

また、連続可変させるために装置自体として傾斜板の傾
斜状態を維持させるだめの大きなピストン推力が必要と
なり、そのため部品強度を大きくしなげればならない等
の不利不便があった。そのため、簡単な構成かつ小さな
容積に形成され高低２速にのみ変更可能な油圧モータの
提供が要望されていた。

そこで本出願人は、高低２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
チュエータを開発している。

（特願昭５７−１８８３４３号）この可凌型油圧アクチ
ュエータの構成は、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フ
ロックと、このシリンダブロックに挿入されたプランジ
ヤに嵌装されたシューが摺動自在に当接する斜板と、上
記シリンタフロックＫｆｌ！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り、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垂直面部と傾
斜面部とじケーシングに形成された抑圧部材により垂直
面部あるいは傾斜面部のいずれか一方をケーシングに面
接触させてその傾斜角が変更させ、斜板の傾斜角に対応
して高速又は低速の２速に選択的に制御しているもので
ある。

他方上記可変型油圧アクチュエータを制御する制御回路
は牙１図のものが使用されている。

即ち、自動車等の走行モータ部５０の油圧モータ５］の
斜板５２は斜板制御ピストン５３と連動させ、この斜板
制御ピストン５３のピストン室は回路５４と切換制御バ
ルブ５５を介して油圧ポンプ５６又はタンク５７に選択
的に連通させている。

又油圧モータ５１は回路５８．５９とシャツトルハルプ
ロ０と切換制御バルブ５５ａを介して油圧ポンプ５６と
タンク５７に接続している。

上記の制御回路では切換ハルツ５５ａを上下いずれか一
方のポジションに切換えるとシャツトルバルブ６０が上
下にいずれかのポジションに切換わって油圧モータ５１
を正転又は逆転方向に駆動する。又この時切換制御ハル
７５１を上側ポジションに切換えておくと、斜板側術ピ
ストン５３の室に油圧が導かれ−このピストンを伸長さ
せる為に図に於て斜板５２が時計方向に移動して油圧モ
ータ５１を高速１駆動し、逆に切換制御バルブ５５を下
側ポジションに切換えると斜板制御ピストン５３の室が
タンク５７に接続され、これによりピストンは圧縮し斜
板５２を反時計方向に移動して油圧モータ５Ｊを低速制
御するようになって因る。

しかしながら、油圧モータ５１を高速制御している時、
例えば、切換ハルツ５５αを中立ポジションに切換えて
、ブレーキ操作した時、或は急坂を降下走行する際、い
いかえ杵ば走行モータがポンプ作用をする時、ポンプ圧
が低いのにも拘らず、モータ駆動圧（ブレーキ圧）が高
いことになり高速域の保持が困難となる場合がある。

従って本発明の目的は、走行モータがブレーキ時＃に於
てポンプ作用をする時でも高速の制御を所望通り行える
ようにした可変型油圧アクチュエータの制御装置を提供
することである。

本発明はこの目的達成の為、斜板制御ピストンのピスト
ン室を高速・低速制御用切換バルブを介してポンプ又は
タンクに選択的に接続させて斜板の傾転角を制御する制
御装置に於て、前記高速・低速制御卸用切換バルブとぐ
１板制御ピストンとの間にパイロット制御バルブを切換
自在に介在させ、このパイロット制御バルブを介して余
１板制御ピストンのピストン室を油圧モータの駆動回路
又はタンク側に選択的に通じさせたことを特徴とするも
のである。

以下本発明の実施の態様を矛２図以下について説明する
。

牙２図は本発明の好適な一実施態様に係る油圧回路であ
る。

即ち、油圧モータ５１は油圧駆動回路５８．５９を介し
てシャツトルバルブ６０の三つのポジションのいずれか
と選択的に接続され、このシャツトルハルフロ０は回路
５８ａ、　５９ａを介して切換制御ハルツ５５．２の三
つのポシラヨンのいずれかと接続し、切換制御ハルツ５
５ａの各ポジションは切換時にポンプ５６ヌはタンク５
７に選１尺的に接続されている。

他方油圧モータ５１の斜板５２は斜板制御ピストン５３
０ロツト５３ａと連結し、ピストン室５３Ａに高圧が導
かれるとスプリンタ５３．１？に抗してロッド５３ａ、
が右行し、これにより斜板５２を図に於て時計方向に移
動して油圧モータ５１を高速制御させ、逆にピストン室
５３ｂがタンク側に接続されるとスプリング５３Ｃの復
元力てロッド５３αが左行し、斜板５２を反時計方向に
移動して油圧モータ５１を低速制御させるよ′５になっ
ている。

斜板側（財）ピストン５３のピストン室５３は回路６１
を介してパイロット制御ハルプロ２の上下いずれかのポ
ジションに選択され、上側ポジションに接続されるとピ
ストン室５３ｂに高圧が導かれ、下側ポジションに接続
されると回路７１を介してタンク側に通じるようになっ
ている。

パイロット側倒ハルプロ２には一側のスプリングと対向
するパイロット制御回路６３が接続され、この回路６３
は高速・但速制餠用切換バルブ５５の下側低速ポジショ
ン又は上側高速ポジションのいずれかのポジションを介
してポンプ５６又はタンク５７と選択的に接続されてい
る。

更にパイロット制御バルブ６２の上下いずれかのポジシ
ョンは制御回路６４と選択的に接続し、この制御回路６
４は分岐回路６５．６６とチェックバルブ６７．６８を
介して油圧駆動回路５８．５９に接続されている。

ｉ６９．７０は公知のブレーキバルブ、７２はスイベル
トジョイントである。

次に作動について述べる。

油圧モータ５１を高速駆動する場合、切換制御バルブ５
５ａを例えば上側ポジションに切換え、又もう一つの高
速・低速制御用切換バルブ５５を上側ポジションに切換
える。この時ポンプ５６からの圧が切換バルブ５５−パ
イロット制御回路６３を介してパイロット側副ハルフロ
２に作用し、このパイロット圧でパイロット制御バルブ
６２を上側ポジションに切換え、とれにより制御回路６
４を回路６１に接続する。一方ポンプ５６からの圧油は
切換制御バルブ５５．１Ｚの上側ポジションより回路５
８（Ｚ　Ｋ導かれ、との回路５８ａのパイロット圧はシ
ャツトルパルフロ０を上側ポジションに切換えるから、
回路５８ａの圧油は駆動回路５８に導かれて油圧モータ
５１を駆動し、同時に、駆動回路５８から分岐した回路
６ローチエツクバルブ６８−制御回路６４−パイロット
制御バルブ６２−回路６１を介して一部の圧油がピスト
ン室５３ｂ　Ｋ導かれる。この為斜板制飼ｊピストン５
３のロッド５３ａが右行し、斜板５２が時計方向に移動
し油圧モータ５１を高速駆動する。この時駆動回路５９
に排出された作動油はシャツトルバルブ６〇−回路５９
（Ｚ−切換側脚バルブ５５αを介してタンク５７に排出
される。

次に油圧モータ５１を低速制御する場合には、高速・低
速制御用切換バルブ５５を下側ポジションに切換える。

この時パイロット制御回路６３はタンク５７′ＶＣ通じ
るから、パイロット制御ハルプロ２はスプリング力で下
側ポジションに切換えられ、回路６４は遮断されると同
時にピストン室５３ｂは回路６１−パイロット制御バル
ブ６２、延圧回路７１を介してタンク５７に接続される
。この為ピストン室５３ｂは低圧となりスプリング５３
Ｃの復元力でロッド５３Ｗを左行させ、斜板５２を反時
計方向に移動して油圧モータ５１を低速駆動させる。

ところで、注目すべきことは、上記高速駆動中、例えば
、自動車のブレーキ操作時或は急坂を降下走行する時、
油圧モータ５１には貫性があり、ポンプ作用をする。こ
の時駆動回路５９の圧は高いから、この圧が分岐回路６
５−チェックバルブ６７−回路６４−パイロット制向］
バルブ６２−回路６１を介してピストン室５３ｂに導か
れ、ピストン室５３１）を高圧のｔ’＞維持でき、高速
域の保持が可能となるということである。

次に油圧モータとその駆動装置の実施例を説明する。

油圧モータは、第３図に示すように、ケーシング１と、
回転軸２と、シリンダフロック３と、斜板４と、プレー
ト５とを有し、ケーシングｊにはシャツトルバルブ゛６
０を糸目み込んだボディ６０αとパイロット制御ハルフ
ロ２を組み込んだボディ６２ａが結合されている。

上記ケーシング１は一内部に内空部１０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１０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１ｖＣは、
吸込用油路１１、吐出用油路１２および補助油路２１３
が穿設されており、さらに、当該補助油路１３と連通ず
るピストン室５３／ｌたる補助シリンダ１４が設けられ
ている。この補助シリンダ１４内には補助油路１３を介
して作用する油圧により摺動する斜板制御ピストン５３
たる抑圧部材が嵌装されており、との押圧部材は補助プ
ランジャ１５と補助シュー１６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。

上記回転軸２は、前記ケーシング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
封じられているとともに、内空部ｌＯ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。間、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３０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。このシュー３２の先
端面は前記斜板４に当接している。この斜板４は米２図
の斜板５２に相当する。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
形成されたポート３３を有している。このポート３３は
、シリンダブロック３の回転に応じて前記吸込用油路１
１あるいは吐出用油路１２と選択的に連通ずるようにな
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、また上記シュー
３２を常に斜板４にそれぞれ押し伺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３
５ａ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３５６
に係止させるようにし、他方の駒３５ｂＦＣ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シュー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、順調にシリンダブロ
ック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、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、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、ケーシング１側
の隣接面は垂直面部４０と任意角度の傾斜面部４１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上記シュ
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４１との分岐部分に
は、ここを中心とするボール孔が形成きれており、この
ボール孔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）との間にはボールを挾持するよ
うになっている。従って、垂直面部４０の上端部に隣接
する補助シュー１６が移動して垂直面部４０をケーシン
グ１内壁から離脱させるときにはボールを中心にして斜
板４が一定の角度で回動することを可能にする。すなわ
ち、補助シリンダ１４内の補助プランジ、セ１５に油圧
が作用していないときは、いいかえれば牙２図に於て、
ピストン室５３５が延圧になっている時は、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４ｏのみをシリンダ１の内壁に接触させて支持され、
モータは低速駆動となる。

しかし、補助シリンダ１４内に加圧された油が送り込ま
れ補助プランジャ１５が移動することになると、斜板４
の垂直面部４０はシリンダ１の内壁から離脱され、代り
に斜板４の傾斜面部４１がシリンダ１の内壁に接触され
て支持され、モータは高速駆動となる。

以上のように構成された油圧モータＡは、次のように作
動する。

先ず、エンジンを作動してオイルポンプから加圧された
油を往路を経て吸込用油路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を経て、との
吸込用溝上に位置するポート３３に送り込まれる。この
ポート３３はシリンダ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が後退しようとする。し
かし、プランジャ３１の先端に嵌装されたシュー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の後退に伴ってシリンダブロック
３が回転することとなる。

以上のような作動が複数個あるシリンダ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。

斜板４の垂直面部４０がケーシング１の内壁に面接触し
支持されている場合は斜板４の傾斜面部４１がケーシン
グ１の内壁に面抵触し支持されている場合に較べて回転
軸２の回転が遅くなる。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
ち補助シュー１６は、斜板４の垂直面部４０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は専らケーシング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が補助シュー１６だけでなくケーシング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。

次にシャツトルバルブ６ｏとパイロット制御ハルフロ２
とモータとの関係を説明するが、符号は米２図と同一の
ものを使用する。

シャツトルバルブ６ｏはケーシング１に固定されたボデ
ィ６０ａ内に組み込まれている。即ち、ボディ６０ａに
は米４図に示す如くポンプ側に通じる回路５８ａ、　５
９ａが形成され、この回路５８ａ。

５９ａは弁孔７３と通じ、弁孔７３内には左右対称形の
シャツトルバルブ６ｏの弁体が摺動自在に挿入され一又
弁孔７３は米３図の通路１１゜１２に接続される駆動回
路５８．５９と接続し、コノ回路５８　、５９はモータ
５１側とリリーフバルブ７０側とチェックバルブ６７．
６８側にそれぞれ通じている。例えば回路５８（Ｚに導
かれた圧油の一部はパイロット回路５８ａを介してシャ
ツトルバルブ６０の右端に導かれ、この圧油でシャツト
ルバルブ６ｏを左行させ、又一部の圧油はシャツトルバ
ルブ６ｏ内の通路６０ｂよりチェックハルプロ０ｂを押
し開いて駆動回路５８に導かれる。

次にパイロット制御バルブ６２のボディ６２αがボディ
６０ＬＬの外に固定され、このボディ６２ａには中央に
回路６４たる弁孔が、又横方向にこの弁孔６４と通じる
回路６５．６６が形成され、この回路６５．６６は左右
一対のチェックバルブ６７．６８とポート５８α、５９
αを介してそれぞれ米２図、米４図の回路５８’、５９
′ｖｃそれぞれ通じている。

回路６４たる弁孔内にはパイロット制御バルブ６２のス
プール７４が摺動自在に挿入され、弁孔６４の一端には
′Ａ−２図のパイロット制御回路５０に通じるポート５
０αを設け、又他端には室７５を設け、この室７５はボ
ディ６２ａの側部に設げたポート７１ａを介して低圧回
路７１と接続している。更に弁孔６４のほぼ中間はボデ
ィ６２（Ｚに設けたポート６１ａを介して米２図の回路
６１、いいかえれば第１図の通路１３に接続され一部ス
プール７４の摺動に伴なってこのポート６１ａは弁孔６
４又はスプール７５内の通路７６を介してポート７］、
（Ｚに選択に通じるようになっている。

例えば、高速駆動時ポート５０ａ、にパイロット圧をか
けてスプール７４を押し込んでおき、同じく回路５８に
高圧油を導かせると−この圧油はポート５８αよりチェ
ックバルブ６８を押し開き、回路６６−弁孔６４−ポー
ト６１．ｌＺを介してツ・１図の通路１３、即ち＋２図
の回路６１′ｖＣ圧油を導く。

逆にポート５０ａがタンク側に士２図の回路５０を介し
て接続されていると、スプール７４がスプリング７７で
押されるから、ポート６１ａが通路７６に接続され、こ
れにより通路１３の圧油は回路６１−ポート６１ａ−通
路７６−室７５−ポート７１α−回路７１を介してタン
クに戻される。

以上のように本発明によれば、高速駆動時常に高圧の駆
動回路に斜板制御ピストンのピストン室が接続さ」ｔて
いるから、ブレーキ時或は急坂の降板時でもピストン室
が低圧とならず、高速域が保持され、作動が良好である
。

【図面の簡単な説明】

米１図は従来の制御装置の回路図、矛２図は本発明の一
実施態様に係る制御装置の回路図、矛３図は本発明の制
御装置を淑り付げた油圧モータの一部縦断正面図、牙４
図は第３図の■−■線一部縦断側面図一米５図はパイロ
ット制御バルブの側面図、十６図はＶｌ−Ｖｌ線横断低
面図、ツ・７図は米５図の■−■線縦断正面図である。 ５１・・・油圧モータ、５２・・・斜板、５３・・・斜
板制御ピストン、５５・・・高速・低速制御用切換バル
ブ、５６・・・ポンプ、５７・・・タンク、５８．５９
−　・駆動回路、６２・・・パイロット制御バルブ。 代理人弁理士 天　　野　　　　　泉 第５図 ″”１ ■」 第７図 手続補正書（自発） 昭和５８年■月　０日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １事件の表示 昭和５８年特許願米４７５７９号 ２、発明の名称 可変型油圧アクチュエータの制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代　理　人 住　所　　　東京都中央区八重洲二丁目１０番８号八重
洲ビル 氏　　名　　　　（６り３乙）弁理士　天　　野　　　
泉５補正の対象 （１）発明の詳細な説明の欄 （１）明細書１頁末行「ブルドーザやショベルドーザ等
の」とあるを「パワーショベルまたはブルドーザ、ショ
ベルドーザ等の」と訂正する。 （２）同１１頁１７〜２０行「荷、この−一−−−形成
されている。」を削除する。 （３）同１７頁１６行「″に４図」とあるを「ツー４図
、矛５図」と訂正する。 （４）同１８頁５行「回路５８ａ」とあるを「回路５８
α′及びオリフィス５８ｈ」と訂正する。 （５）同１９頁６行「ポート６１ａ」とあるを「ポート
６１ａ及びオリフィス６１ｈ」と訂正する。 （６）同１９頁１６行「弁孔６４−ポート６１α」とあ
るを「弁孔６４−オリフィス６１ｈ−ポート６１α」と
訂正する。 （７）矛２図、米３図、第４図、牙７図を別紙のように
訂正する。 第４図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 斜板制御ピストンのピストン室を高速・低速制御用切換
   バルブを介してポンプ又はタンク側に選択的に接続させ
   て斜板の傾転角を制御する制御装置に於て、前記高速・
   低速制御切換バルブと斜板制御ピストンとの間にパイロ
   ット制御バルブを切換自在に介在させ、このパイロット
   制御バルブを介して斜板制御ピストンのピストン室を油
   圧モータの駆動回路又はタンク側に選択的に通じさせた
   ことを特徴とする可変型油圧アクチュエータの制御回路
   。