JPS6113113B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は摩擦減速油圧モータの改良に関する
ものである。

〔従来の技術〕

油圧モータの中でも、内部漏れおよび摩擦抵抗
の少ない、いわゆるシールブロツク方式の歯車形
モータは毎分2000〜4000回転の高速回転でも全効
率が良好で、かつ起動トルクも高く運転できる
が、種々の作業用途に対しては高速回転に過ぎる
ので、何らかの方法で減速し、出力トルクを増大
して使用されるのが一般である。

ところで、高速回転域の減速を歯車で行なうこ
とは騒音の点で好ましくないので、高速減速域に
摩擦減速機構を取り入れた低騒音の摩擦減速油圧
モータが提供されている。

摩擦伝動機構においては、摩擦力により動力を
伝達するのに、伝動接線力の15〜30倍にも達する
法線力を何らかの方法で与えなければならなが、
それには(a)負荷の大小に拘らず常に一定の法線力
を与える方法、(b)負荷の大小に応じてある範囲に
おいて法線力を増減させる方法の２つがとられて
きた。前者の方法はばねによつて接触面の圧接力
を付与するものであり、後者の方法は円筒状の調
圧カム、いわゆる乗り上げカムによる圧接力発生
手段によるものであるが、いずれも基本的にはば
ねもしくは特殊形状弾性部材の弾性変形によつて
圧接力を接触面に付与するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の摩擦減速油圧モータにおいては、油圧モ
ータ自身の起動トルクあるいは特定回転速度にお
ける出力トルクはモータに供給される圧油の供給
側と排出側との間の差圧の大小に応じて増減する
特性を有しているので、回転速度が一定の場合に
おける負荷の増減に十分対応することができる。
しかし、たとえば負荷の増大に対処するため油圧
モータ自身の出力トルクを増加させ、それを摩擦
減速機構によつてさらに増大させようとした場
合、従来とられてきた前記した法線力の与え方は
いずれも十分に満足を与えるものではない。それ
は、法線力が負荷の変動に応じて変えられる前記
した(b)の方法によつた場合でも与えられる法線力
が狭い範囲に限定されるし、負荷の増加が実際に
生じた後で法線力が増加するという対応がなされ
るのでタイムラグを伴うからであつて、このこと
が摩擦減速油圧モータが抱えている問題点であ
る。

この発明は、従来の摩擦減速油圧モータにおけ
る前記問題点を解決するため、負荷の増大に対し
てかなりの範囲においてタイムラグを伴うことな
く圧接力を増加させることができ、軽負荷時に
は、負荷の変動に対する調圧作用が自動的に行な
われ、負荷の変動が迅速かつ確実に対応すること
のできる摩擦減速油圧モータを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記した課題を解決するための技
術的手段として、摩擦減速油圧モータをつぎのよ
うに構成した。すなわち、油圧モータと、この油
圧モータが連結された減速部ケーシングに、ラジ
アル軸受および推力軸受を介して回転自在に、か
つ軸方向に微小移動自在に支持され、トルク伝達
継手を介して前記油圧モータの出力軸に接続され
た入力軸と、この入力軸に前記継手接続側とは反
対側に同心に形成された円錐部材と、前記ケーシ
ングに固定され、前記入力軸と同心をなし、前記
円錐部材を囲む凹円錐部材と、前記円錐部材およ
び凹円錐部材の両円錐面間に等配され、これら円
錐面に架橋し摩擦係合するようにされた複数個の
ボールと、これらボールをそれぞれ収める凹部を
駆動部として等配された大端部を有し、かつ前記
減速部ケーシングに回転自在に支持された出力軸
と、前記円錐部材とボール間およびボールと凹円
錐部材間に圧接力を付与する圧接力発生手段とを
備えてなる摩擦減速油圧モータにおいて、前記圧
接力発生手段を、前記減速部ケーシングに前記入
力軸と同心に摺動自在に設けられ、頂面で前記入
力軸の推力軸受と係合する環状ピストンもしく
は、前記入力軸と同心の円周上に等配された複数
個のピストンと、前記油圧モータの供給側高圧油
を前記ピストンの背後に導入するようにした導入
路とから構成したものである。

〔作 用〕

この発明にかかる摩擦減速油圧モータは、以上
のように構成されているので、たとえば負荷が増
大すると、油圧モータの供給側、排出側間の差圧
が大きくなるよう供給側の高圧油の圧力が上昇
し、これに伴つて圧接力発生手段のピストンに作
用する圧油の圧力が上昇することから、凹円錐部
材と円錐部材との両円錐面に架橋し、摩擦係合さ
れているボールに対し、両円錐面間において十分
な法線力がタイムラグなしに付与されることとな
り、滑りをほとんど発生せずに摩擦減速によるト
ルクの増大がなされ、負荷の増大に迅速かつ確実
に対処することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照しながら、この発明にかかる一
実施例について詳しく説明する。

第１図は実施例装置の全体側面図であり、とく
に摩擦減速部については縦断面図であり、またこ
の装置は低速域に歯車減速部をも備えたものを示
している。第２図は前記摩擦減速部のケーシング
を省いて断面を第１図の−矢視の方向にとつ
た横断面図である。図において０は油圧モータた
とえばシールブロツク方式の歯車型モータ、１は
ケーシング、２は入力軸、２′は油圧モータ０の
出力軸と入力軸２との継手、３は出力軸である。
ただし歯車減速部をさらに付加したこの装置にお
いては３はまたピニオンを有する中間軸で、実際
の出力軸はギヤを備えた３′である。入力軸２上
にはその中心線と一致する中心線をもつ凸円錐部
材４が設けられる。５は入力軸２を受けるケーシ
ング１上の軸受、６，７は出力軸３を受ける同じ
くケーシング１上の軸受である。入力軸２はさら
に推力軸受８によつて支持されている。９はケー
シング１に固定され、かつ入力軸２と同軸線を有
する凹円錐部材、１０は等角度間隔に配置された
複数のボールで、前記凸円錐部材４および凹円錐
部材９の両円錐面に架橋し、摩擦係合するように
されている。

１１は環状ピストンで入力軸２と同心にケーシ
ング１に摺動自在に係合されており、その内、外
周面には圧油封止用のリング状溝が施され、Ｏリ
ング１２，１２′がはめこまれ、環状ピストン１
１の端面が推力軸受８と係合されている。１３，
１３′は圧油導入路で油圧モータ０の高圧部から
の圧油を環状ピストン１１のはめこまれているケ
ーシング１の環状シリンダ１４に導入する役をな
す。１５はボールホルダーで、出力軸３のケーシ
ング側端部に固定される。ボールホルダー１５に
はボール１０の保持器の用をする球状の一部をな
す凹みが設けられるとともに、ボール１０の公転
運動を出力軸３にとりだすためのボール１０の数
に等しい数の駆動ピン軸１６が等角度間隔に植え
られている。これらピン軸１６にはニードルベア
リング１７がはめこまれており、接触するボール
１０との減摩作用をなしている。

第３図はボールホルダー１５の別の実施例の正
面図で、二点鎖線で示したボール１０の保持器の
用をなす溝部が十字形に施され、四隅に残された
扇形のランド１５′が前記ピン軸１６とニードル
ベアリング１７と同様の用をなすようにされてお
り、減摩効果と強度の兼合いからたとえば燐青銅
で製作されているものである。第４図は油圧モー
タ０の出力軸側カバーの一部に取付けられた圧油
の流量調整弁、（ニードルバルブ）１８の構造を
示す断面図、第６図はケーシング１の油圧モータ
０との連結部に取付けられた圧油の圧力調整弁１
９の構造を示す断面図である。油圧モータ０の吸
込側と連通している高圧側の圧油は導入路１３か
ら流量調整弁１８を通りさらに圧力調整弁１９を
経て導入路１３′から環状シリンダ１４に導入さ
れる。２０は逃し油用ドレンポートである。この
実施例においては環状ピストン１１は１体の環状
ピストンとしたが、複数個の通常ピストンならび
にシリンダを同心円状に等配される形をとつても
同様である。つぎにこの実施例装置の作動につい
て説明する。

油圧源（図示せず）からの高圧作動油を油圧モ
ータ０の吸入側ポートに導入すると、その出力軸
の回転によつて出力軸のトルクが継手２′を介し
て入力軸２に伝達され、円錐部材４が回転駆動さ
れる。油圧モータ０の始動と同時に吸入側の高圧
油は導入路１３に導入され、流量調整弁１８を介
して所定流量に調節され、さらに導入路１３′に
入り、圧力調整弁１９を介して所定圧力に調整さ
れ、導入路１３′を経て環状シリンダ１４に導入
される。一方圧力調整弁１９によつてリリーフさ
れた一部の逃し油はドレンポート２０を経てケー
シング１内へ流入する。流入した油のためケーシ
ング内の油面が規制油面以上になつた場合には油
圧源の油タンクへもどすようにされる。環状シリ
ンダ１４に導入された所定圧力の圧油によつて環
状ピストン１１が右方へ微小移動し、前記ピスト
ン１１と係合する推力軸受８を介して入力軸２を
微小移動させ円錐部材４に圧接力を付与する。ケ
ーシング１に固定された凹円錐部材９と前記円錐
部材４の両円錐面に架橋し摩擦係合されているボ
ール１０に対して前記圧接力は両円錐面間に十分
な法線力をを付与することとなり、その結果円錐
部材４とボール１０、ボール１０と凹円錐部材９
との間に伝動接線力を生じ、ボール１０は高速度
の自転と同時に入力軸２の軸線を回転中心とする
公転運動を行ない、それに伴う駆動トルクが各ボ
ール１０から各々のニードルベアリング１７を介
して駆動ピン１６に伝達され、さらにボールホル
ダー１５を介して出力軸３が回転駆動されること
となる。また出力軸３をピニオン付きの中間軸と
し、別に設けた出力軸３′のギヤを介して、歯車
減速してトルクを減速比と反比例して増大させう
ること勿論である。

摩擦減速部の減速比は主として円錐部材４とボ
ール１０との接触点およびボール１０と凹円錐部
材９との接触点をそれぞれの入力軸軸線からの距
離によつて左右されるが、この装置における一段
減速においては1/3〜1/4程度の減速を行なうこと
ができる。公転運動をなす各ボール１０の各駆動
ピン１６に与える回転トルクはボール１０の公転
運動による遠心力からの凹円錐部材９との接触点
に付加される法線力と両円錐面とボールとの接触
点における油圧による圧接力発生手段が付与する
法線力、とくに後者によつて決定されることは明
らかである。

したがつて負荷の増大が予想される場合には、
圧力調整弁１９によつて圧接力発生手段を加圧し
てやればよい。油圧駆動の特性として軽負荷時に
おいては油圧モータ自身が油圧源の設定圧内で圧
力が自動的にコントロールされ、負荷に見合つて
出力トルクが調整されることから従来の圧接力発
生手段における負荷の変動に対する自動調圧作用
がこの方式の圧接力発生手段においても同様に行
なわれることとなる。油圧モータ０に停止時にお
いては、とくにシールブロツク方式の歯車型油圧
モータの場合、内部漏れがきわめて少いため、吸
入、排出両ポートを同時に閉塞すると油圧モータ
０の出力軸に作用する外部からの負荷に対してあ
る程度の制動力を保持することが可能である。こ
の場合、この圧接力発生手段の作動は不確実とな
り、摩擦伝動部が外部からの負荷によつて逆にま
わされても入力軸２はスリツプして回転されず、
したがつて油圧モータ０による制動が有効に作用
しなくなる。したがつてこのような場合に対処す
るため図示されていないが、環状ピストン１１と
環状シリンダ１４の間にばねを組み込み、若干の
予圧を付与しておくことが望ましい。

〔効 果〕

この発明にかかる摩擦減速油圧モータにおいて
は、摩擦減速部に、負荷の増大に対してかなりの
範囲においてタイムラグを伴うことなく圧接力を
増加させることができるとともに、軽負荷時には
従来のものと同様に負荷の変動に対する自動調圧
作用を行なうことのできる圧接力発生手段が設け
られているので、負荷の変動に対してタイムラグ
なしに迅速かつ確実に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかる実施例装置を示し、第
１図は全体側面図であり、とくに摩擦減速部につ
いての縦断面図を示している。第２図は前記減速
部のケーシングを省いて断面を第１図の−矢
視の方向にとつた横断面図、第３図はボールホル
ダーの別の構成を示す正面図、第４図は流量調整
弁、第５図は圧力調整弁、それぞれの構造を示す
断面図である。 ０……油圧モータ、１……ケーシング、２……
入力軸、３……出力軸（中間軸）、４……円錐部
材、８……推力軸受、９……凹円錐部材、１０…
…ボール、１１……環状ピストン、１４……環状
シリンダ、１５……ボールホルダー、１６……駆
動ピン、１７……ニードルベアリング、１８……
流量調整弁、１９……圧力調整弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧モータと、この油圧モータが連結された
   減速部ケーシングに、ラジアル軸受および推力軸
   受を介して回転自在に、かつ軸方向に微小移動自
   在に支持され、トルク伝達継手を介して前記油圧
   モータの出力軸に接続された入力軸と、この入力
   軸に前記継手接続側とは反対側に同心に形成され
   た円錐部材と、前記ケーシングに固定され、前記
   入力軸と同心をなし、前記円錐部材を囲む凹円錐
   部材と、前記円錐部材および凹円錐部材の両円錐
   面間に等配され、これら円錐面に架橋し摩擦係合
   するようにされた複数個のボールと、これらボー
   ルをそれぞれ収める凹部を駆動部として等配され
   た大端部を有し、かつ前記減速部ケーシングに回
   転自在に支持された出力軸と、前記円錐部材とボ
   ール間およびボールと凹円錐部材間に圧接力を付
   与する圧接力発生手段とを備えてなる摩擦減速油
   圧モータにおいて、前記圧接力発生手段を、前記
   減速部ケーシングに前記入力軸と同心に摺動自在
   に設けられ、頂面で前記入力軸の推力軸受と係合
   する環状ピストンもしくは、前記入力軸と同心の
   円周上に等配された複数個のピストンと、前記油
   圧モータの供給側高圧油を前記ピストンの背後に
   導入するようにした導入路とから構成したことを
   特徴とする摩擦減速油圧モータ。 ２ 油圧モータから圧接力発生手段への導入路は
   流量調整弁および圧力調整弁が付設されたもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の摩擦減速油圧モ
   ータ。