JPS60111066A - 固定または可変容量形の油圧機器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアイドル時等の不作動時の損失を軽減した固定
または可変容量形の油圧機器に関する。

［従来の技術とその問題点］ 一般に油圧機器は外部の負荷が作用していない場合でも
、そのシリンダ内をビス］一ンが往復動し、油圧の損失
を招くとともにこの機器の効率を低下させていた。

このような不具合を防止するため従来の油圧機器ではこ
の機器と機械的駆動機構との間にクラッチを設（ノ、こ
のクラッチを解除することによってアイ１−ル時の油圧
の損失および効率の低下を防止していた。

従来のものは、アキシャルピストン形の油圧機器にクラ
ッチを設けたものであった。たとえば、アキシャルピス
トン形の油圧機器にスプリングによって作動ずる多板形
のブレーキを設けたもの＜Ｒｅｘｒｏｔｈ形ンがあり、
このものは車両やボイスト装置に使用される。また、ア
キシャルビスミーン形の油圧機器の駆動軸に円錐形のク
ラッチを設りたもの（ＩＶＩＯｌｌｙ形）もあり、この
ものは機器の回転速度を零にすることができる。

Ｕ問題点を解決づるための手段とその作用コ木発明の固
定または可変容量形の油圧機器は、駆動軸と、複数のピ
ストンとを備え、これらのビスｌ・ンに作用ずる油圧ま
たはこれらのピストンによってｙｔ生づる油圧が上記駆
動軸のトルクと釣合うものにＪ３いＣ、上記駆動軸とピ
ストンこの間にクラッチを設け、このクラッチは上記駆
動軸の１〜ルクに対応する一１二記の油圧によって作動
ずるものである。

本発明によれば、このクラッチはこの油圧機器によって
発生する油圧によって、この機器のトルクに対応して自
動的に結合および解除がなされる。

したがって、任意の回転速度でもこの機器がアイドル状
態になれば自動的にクラッチが解除され、従来の機器の
ようにアイドル時に油圧の損失や油圧・機械的な損失を
招くことがない。そして、この油圧機器が油圧モータま
たは油圧ポンプのいずれとして使用されていても、この
機器に油圧が作用すればこの油圧によってクラッチが自
動的に結合される。このクラッチは油圧によって結合さ
れるため、この機器のトルクは全てこのクラッチを介し
て伝達することができる。

また、この発明のものは、このクラッチによってこの機
器で生じる駆動力または他からこの機器に供給される駆
動力を遮断することができる。この機器の駆動力の伝達
は駆動トルクまたは油圧系統内の圧力に対応して制御さ
れるので、この機器の負荷に対応して回転が伝達または
遮断される。

本発明の油ＩＴ：４Ｍ器は、斜板が固定されシリンダド
ラムが駆動軸に接続された斜板形のアキシャルピストン
形油圧機器に適用でき、さらに斜板も駆動軸に接続され
た斜軸形の油圧機器にも適用できる。いずれの場合にも
ピストンによって発生した油圧は第１のクラッチ部材に
作用し、第２のクラッチ部材は駆動軸側に取イ」けられ
ている。上記斜軸形の油圧（幾器は斜板が回転自在で駆
動軸に接続され−Ｃいるので、本発明を容易に適用する
ことができる。

また、本発明の他の特徴は、油圧によってクラッチが解
除状態に維持されることにある。

また、本発明の他の特徴は、クラッチが解除状態の場合
にクラッチ部材が互いに離間して案内される手段を１＃
ｎえていることにある。

また、本発明の特徴は、モータまたはポンプとして作用
し、任意の圧力でクラッチの結合および解除をおこなう
ことができ、またポンプ作動状態からモータ作動状態へ
、またはこの逆の変換をおこなうことができる油圧機器
である。また、クラッチは全圧力によって作動されるた
め、負荷の作用時でも摩耗を生じることはない。

「実施例」 以下図を参照して本発明の詳細な説明する。

図中１は固定側であるケーシングであり、このケーシン
グ１内には駆動軸２、斜板３、複数のピストン５を収容
したシリンダドラム４、球形ロッド６、および制御板７
が収容されている。この斜板３とシリンダドラム４は球
形ロッド６によって連結され、これらは−緒に回転する
ように構成されている。

上記シリンダドラム４はセンタボルト８によって回転自
在に支承さ、れており、このセンタポル１〜の延長部９
の端部には球型頭部１０が形成され、この球形頭部は斜
板３の中央部に嵌合している。

この斜板３は第１のクラッチ部材として形成されており
、上記駆動軸２と一体に形成された第２のクラッチ部材
１２と協働して円錐形の摩擦クラッチを構成している。

この第１のクラッチ部材Ｊなわち斜板３は円錐形の外周
面を有し、上記第２のクラッチ部＋ＡＬ２の円錐形の内
周面に嵌合するように構成されている。

また、上記の弁制御板７には一対の円弧状の満ＩＧ、１
７が形成されており、これらの溝は第４図に示りＪ：う
な油圧系統の高圧側および低圧側にそれぞれ接続されて
いる。

この機器がモータとして使用される場合には、図示しな
いポンプ等から入口側溝１６を介してシリンダボア１８
内に油圧が供給され、この油圧はピストンを作動させて
斜板３を回転させ、この人１」側ど出ｌ」側との差圧１
こ対応してｌ・ルクが発生する。

ごれらクラッチ部４４３．１２の結合力はピストン（５
に１′［用りる油圧によって与えられる。この人り側ポ
ート１６に油圧が供給されていない場合にはこのクラッ
チは解除状態となり、この斜板３と駆動軸２どの間の結
合は’ｉＭＶｒＩされる。

また、Ｉことえはポンプよってこのシリンダボア１８内
に油圧か供給された場合には、この圧力ににるＫＩＮ動
力はこれらのピストン５および球形ロッド６を介して斜
板３に伝達され、この斜板すなわちクラッチ部材３はク
ラッチ部材１２の円錐面１５内に押圧され、このクラッ
チが結合状態となる。

したがって、この機器で発生した駆動力はこの斜板３か
ら駆動軸２に伝達される。また、この斜板すなわちクラ
ッチ部材３とクラッチ部材１２との間にはクラッチ室２
０が形成され、この室は斜板３の中心部に形成された通
路２１および球形頭部１０、延長部９およびセンタボル
ト８内に形成された通路（図示せず）を介して上記弁制
御板７に形成された通路２２内に連通し、この通路２２
は油圧系統の低圧側に接続される出口側ポート１７に連
通している。したがって、このクラッチ室２０は低圧側
に連通している。

そして、高圧側の油圧が低下した場合、たとえばこの高
圧側に油圧を供給しているポンプの吐出量が零になった
場合には、上記クラッチ室２０内に供給されている低圧
側の油圧によってこの斜板すなわちクラッチ部材３が解
除側に移動してこの解除状態に保持される。この低圧側
の油圧は比較的人面（＾のクラッチ部材３に作用するの
で、このクラッチ部ｖＪ３はクラッチ部材１２の円錐面
１４の端部に設（プられたリング２４に向かって移動し
、着座していた円１１１面から離れる。

第２図にはこの一部を拡大して詳細に示ず。このリング
２４の円錐面に対応してこのクラッチ部材３の縁部には
面取部２５が形成されている。そして、このクラッチが
解除状態の場合には、このリング２４とクラッチ部材３
の面取部２５との間に隙間が形成され、クラッチ室２０
内からこの隙間を通って作動流体が流れる。また、この
クラッチ部材３の外周面には溝２６が形成され、この溝
によってクラッチ室２０から上記隙間までの流れを確保
する。したがって、これらリング２４およびクラッチ部
材３によって動圧軸受が形成され、このクラッチが解除
されｌζ場合にこのクラッチ部材３をクラッチ部材１２
内に回転自在に保持する。

したがって、このクラッチ部材３は完全に停止するが、
クラッチ部材１２はたとえば車両の車輪の慣性で回転さ
れる。

また。このリング２４にはさらに通路２８が形成され、
このクラッチ室２０内の圧力の一部をこのケーシング内
に逃がσ、このクラッチが解除状態の場合に過大な軸方
向の荷重が生じるのを防止するように構成されている。

この摩擦クラッチの円錐面の円錐角は、このクラッチ部
材が嵌合したまま抜【プなくなったり、滑りを生じたり
しないような角度に設定される。づなわち、この円錐角
が小さ過ぎる場合には、これらクラッチ部材が嵌合した
まま抜けなくなってしまう。また、この円錐角が大き過
ぎる場合には、この機器で生じるＩ−ルクが完全に伝達
できなくなり、滑りを生じる。この円錐角はこの機器の
各部の寸法、１〜ルク、駆動軸に対するシリンダドラム
の角度等に対応して設定される。

また、このクラッチ部材１２および駆動軸２内似は上記
クラッチ室２０内に連通ずる通路２９が形成され、この
通路を介して駆動軸の軸受に作動流体が供給されるよう
に構成されている。

また、このクラッチ部材３を解除方向に付勢するため、
このクラッチ部材３と１２の間にスプリング（図示せず
）を介装してもよい。このようにスプリングを介装すれ
ば、たとえば低圧側配管が破損し−Ｃ圧力が零になった
場合でもこのスプリングによってこのクラッチを解除す
ることができる。

また、第３図には本発明の他の実施例を示し、この実施
例はクラッチ室から上記の隙間および通路２８を通って
作動流体が漏れるのを防止したものである。づなわち、
このものは弾性的に圧縮自在４１リング状のタイヤフラ
ムシリンダ３０がクラッチ部＋Ｊ３．１２の間に前層さ
れており、このダイＸ７ノラムシリンタによってクラッ
チ室２０内に室２０′が区画されている。このダイヤフ
ラムシリンダはクラッチ部材３に液密をもって密着し、
またスラスト軸受３２のプレー１〜３１に支承され、シ
ール部材３３によってこのクラッチ室２０に対して液密
が維持されている。したがって、低圧側の圧力はこの室
２０′に対応したクラッチ部材３の一部にのみ作用づる
。

また、第４図にはクラッチ４１を備えた本発明の油圧機
器を示し、その入口ポートＥはパイロット形逆止弁Ｓ１
を介して高圧ＰＨＤ側の配管４２に接続され、またこの
機器の出口ボートＡはパイロット形逆止弁Ｓ２を介して
低圧Ｐｉｐ側の配管／１３に接続されている。また、こ
の機器４０の出口ボートＡと高圧側配管４２とはバイパ
ス配管４４によってバイパスされ、このバイパス配管４
４の途中には高圧側配管４２へ向かう方向の流れのみを
許す逆止弁Ｓ１１が設けられている。また、この機器の
入口ポートＥと低圧側配管４３とはバイパス配管４５に
よってバイパスされており、このバイパス配管４５の途
中には入口ポートＥに向かう方向の流れのみを許ず逆止
弁Ｓ２１が設けられている。この機器が両方向に回転で
きるように構成する場合には図に破線で示すように、こ
れら逆止弁Ｓ１１およびＳ２１は逆ｎ＝弁Ｓ１およびＳ
２と同様のパイロット形逆止弁が使用される。

この第４図に示した油圧機器４０は、好ましくは固定容
量形のもので、負荷（図示せず）に接続されて油圧モー
タとして使用され、またこのモー夕作動からポンプ作動
へ、またはその逆に切換え可能なものである。この装置
は特に車両の油圧形部動機構どして好適するものである
。

この装置の作動は以下のような手順でおこなう。

■　クラッチの結合およびモータとしての作動ニー　逆
止弁Ｓ１を開弁し、逆止弁Ｓ２を開弁する。

この機器には作動流体は流れない。

−逆止弁Ｓ２を閉弁する。この機器４０は逆止弁３２１
を介しＣ低圧配管４３に接続され、この機器から漏洩す
る作動流体を排出し、この機器は停止トシ、クラッチ４
１は解除される。

−時間をおいて逆止弁Ｓ１を開弁Ｊるとクラッチ４１が
結合づる。この場合、この機器の入口承−１〜および出
口ボー１へは共に高圧側に接続されているの−Ｃ１１−
ルクは発生ぜず、この機器４０は１〜ルクを生じること
なく軸の回転速度まで加速され、この場合に作動流体は
バイパス配管４４および逆止弁３１１を介して循環づる
。

−旧聞をおいで逆止弁Ｓ２を開弁すると、作動流体は高
圧配管／１２から逆止弁Ｓ１、機器４０および逆止弁Ｓ
２を通って低圧配管４３に流れる。

この機器にはトルクが発生し、モータとして作動する。

■　クラッチの解除とモータ作動の停止ニー　上記１項
の状態で、弁Ｓ１おにび弁Ｓ２は開弁されている。

−弁Ｓ１を閉弁するとクラッチ４１が解除され、作動流
体はこの機器が停止するまで弁Ｓ２１を介して循環する
。

−時間をおいて弁Ｓ２を閉弁すると、この機器は停止し
、またこの機器は弁Ｓ２１およびバイパス配管４５を介
して低圧配管４３に接続され、漏洩した作動流体が排出
される。

■　モータ作動からポンプ作動への切換え（負荷を駆動
している状態から負荷によって駆動される状態への切換
え）　ニ ー　モータとして運転されており、弁Ｓ　１　Ｊ’ｊよ
びＳ２は開弁されている。

−弁２を閉弁すると、高圧が入口ポートおよび出口ボー
トに供給され、この機器内に圧力差がなくなり、トルク
は零になる。この機器は車両側から駆動され、作動流体
は弁Ｓ１、この機器４０、バイパス配管４４および弁Ｓ
１１を介して循環する。

−弁Ｓ１を閉弁すると、この機器７１０はバイパス配管
４５ａ３よび入口ボー１−Ｅを介して低圧配管４３から
作動流体を吸込み、この作動流体を出口ボー１〜△、バ
イパス配管４４および弁８１１を介して高圧前筒４２に
吐出し、したがってこの弁Ｓ１を閉弁することによって
制動トルクが発生し、この（幾皿４０はポンプとして作
動する。

ＩＶ　ポンプ作動からモータ作動への切換えニー　上記
■項の状態で弁＄１およびｓ２を閉弁する。

−弁＄１を開弁すると、この機器４ｏの入口ボートおよ
び出口ボー１〜には弁８１１を介して高圧が作用し、１
〜ルクは発生しない。

−弁と２を開弁づると、作動流体は弁Ｓ１、この機器４
０　Ｊ’ｊよび弁Ｓ２を介して高圧配管４２がら低圧配
管４３に流れ、この機器はモータとじて駆動する。

■　クラッチの結合とポンプ作動（惰性走行作動）−弁
と１が閉弁されている状態で弁Ｓ２を閉弁すると、この
機器４０は停止し、クラッチ４１は解除づる。

−弁Ｓ１を開弁すると、クラッチ４が結合し、この機器
４０はトルクを生じることなしに軸の回転速度まで加速
され、この場合に作動流体は高圧配管４２からバイパス
配管４４および弁５１１を介して循環する。

−弁Ｓ１を閉弁すると、この機器は弁３２１を介して低
圧配管４３から作動流体を吸込み、弁Ｓ１１を介して高
圧配管４２に吐出する。

この装置はクラッチが結合した後に１〜ルクを発生ある
いはトルクを受けることなしに、停止状態から所定の回
転速度まで加速することができる。

この作動の調整は弁Ｓ２でなされる。このようにするこ
とによって、クラッチの不必要な摩耗を防止できる。

第４図のような装置において、この機器４０を両方向に
回転可能とするには、逆止弁Ｓ１１およびＳ２１を逆方
向にも流体を流せるようなパイロン１〜形逆止弁とすれ
ばよい。そして、たとえば車両が後進づる場合のように
この機器を逆に回転さぜる場合の作動は前述の作動と逆
の作動である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図はクラッ
ヂ部分を拡大して示す縦断面図、第３図はクラッチの変
形例を示す縦断面図、第４図はこの量器と油圧系統との
接続状態を示す概略図である。 １・・・ケーシング、２・・・駆動軸、３・・・斜板（
クラッチ部材）、４・・・シリンダドラム、５・・・ビ
ス１ヘン、７・・・弁制御板、１２・・・クラッチ部材
、２０・・・クラッチ室、２２・・・通路 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　？ｕ数のピストンおよび駆動軸を備え、これら
   のピストンに作用する油圧またはこれらのピストンによ
   って発生される油圧が上記駆動軸の１−ルクと釣合うも
   のにおいて、上記駆動軸とピストンとの間にクラッチ手
   段が設【ブられ、このクラッチ手段は上記トルクに対応
   する上記油圧によって作動するものであることを特徴と
   する固定または可変容量形の油圧機器。 （２）　複数のピストン、駆動軸、およびこの駆動軸に
   連結された斜板とを備え、特に斜軸形のアキシャルピス
   トン形のものにおいて、上記ピストンを支持Ｊる斜板は
   クラッチ手段の第１のクラツヂ部材として形成されてい
   ることを特徴とする固定または可変容量形の油圧機器。 （３〉　前記クラッチ手段は円錐形の摩−クララ手ρム
   い　＾ζｌ　ｉａ９：ｌ　ｊ石ｔｒ　Ｌ１笛１の山り什
   面１１りπン的六釣また前記駆動軸側には第２の円錐面
   が形成されていることを特徴とする特許 記載の油圧機器。 （４）　前記斜板の前面と前記駆動軸との間に形成され
   る空間は油圧系統の低圧側に連通され、この空間内の油
   圧によって上記斜板を押圧し油圧系統の高圧側の油圧が
   低下した場合にこのクラッチ手段を解除することを特徴
   とする前記特許請求の範囲第３項記載の油圧機器。 （５）　前記空間は、前記斜板およびセンターボルトに
   形成された通路を介してこの礪器の弁制御板の低圧ボー
   トに接続ざれていることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第４項記載の油圧機器。 （６）　前記クラッチ手段の空間はこのクラッチ手段が
   解除状態の場合に絞り通路を介して外部に連通している
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第４項記載の油圧
   機器。 （７）　前記低圧側に連通される空間は前記斜板と駆動
   軸との間に液密をもって配置された圧縮自在な円筒状部
   材の内部に形成されているものであることを特徴とする
   特許 載の油圧機器。 （８）　前記円筒状部材はスラスト軸受を介して前記駆
   動軸に支承されていることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第７項記載の油圧機器。 （９）　前記斜板は、前記クラッチ手段が解除された状
   態において、スラス］へ軸受によって前記駆動軸側のク
   ラッチ部材に対して案内されるものであることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項記載の油圧機器。 （１０）　前記スラスト軸受は、前記クラッチ手段が解
   除状態の場合に、前記斜板と前記駆動軸側の部材どの間
   に環状の隙間が形成され、この環状の隙間を前記クラッ
   チ手段の空間から作動流体が流れる動圧形の軸受である
   ことを特徴とずる前記特許′｛請求の範囲第９項記載の
   油圧機器。 （１１）　この機器の入口ボートおよび出口ボー１・は
   それぞれパイロワ１〜形弁を介して高圧系統おＪ：ひ４
   Ｉ（圧系統に接続され、この高圧系統と低圧系統どの間
   およびこの機器の入口ポートと出口ボートとの間にはそ
   れぞれ弁が設【プられ、これらの弁は上記入口ボートか
   ら出口ポートへの流れの場合に同弁じ逆方向の流れの場
   合には開弁ずるものであることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項記載の油圧機器。 （１２）　前記弁はいずれもパイロット形逆止弁であり
   、この機器は両方向に作動可能に構成されていることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１１項記載の油圧機器
   。