JPS62194066A - ハイドロモ−タ - 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】 この発明は、回転可能軸と液圧（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　
）媒体の押しのけとの共同作用にＪ：って可変伝動ユニ
ットすなわちポンプが形成される装置に関する。

前記装置は、幅広部分（回転子）を有する入り（駆動）
軸および入り軸と同軸の出（従動）軸を備え、入り軸の
幅広部分はその中心線に実質的に平行ないくつかの円筒
穴を備え、各穴は前記穴中で往復道ＩＪＪができるプラ
ンジャを含む。前記プランジャは、それがどの位置にあ
るときでも一端部が穴の外側に突き出すだけの長さを有
する。出軸は、回転子または出軸の回転時にプランジャ
がその穴中で往復運動をするようにプランジャの突き出
した端部と連動するように軸の軸線に対して角度αで斜
に配置された板（鏡板）を有する。各穴は、その穴と液
圧媒体を含む回路との間の連結を確立するための、半径
方向に向いたチ１１ンネルを該穴の壁中に有する。

上記の型式の液圧ポンプおよび液圧駆動軸（モータ）は
既知である。プランジャは玉継手によって斜板に連結さ
れる。軸が回転するとプランジャは前後に動き、圧力室
に通じる穴中の通路が、前記圧力室の位置に応じて、し
たがって主軸の現位置によって決まるプランジャの位置
に応じて液圧媒体の圧力室への供給および圧力室からの
排出をもたらす。

原理的には、上記のような同一の２つの集合体を液圧調
節システムとして使って、入り軸の回転数／トルクを出
軸の可変回転数／トルクに変換するごとができる。入り
軸は、上記のようにしてポンプを駆動する。流れる液圧
媒体が１つの集合体を駆動すると、その集合体は駆動集
合体として働き、出軸を駆動する。供給される媒体のｍ
によって駆動軸の回転数が決まり、媒体の圧力によって
トルクが決まる。希望するなら、２個のユニッ１−を組
み合わせて１つの集合体にすることもできる。

希望するなら２つの面対称（ｍ１ｒｒｏｒ−ｓｙｍｍｅ
ｔｒｉｃ　）な集合体を組み合わせて１つのユニットに
することもできる。

かかる組み合わせは、とくに媒体の流動損失のせいで、
効率が悪い。ハイドロポンプとハイドロモータの組み合
わせは、とりわけ伝動手段用のテスト・ベッドにおいて
使われる。通常、これらの２つを組み合わせて、液圧媒
体用の回転可能で調節可能な通路を備えた、１つのユニ
ツ１〜とする。

同様の装置は、英国特許第１３５７９９号から知られる
。この特許によれば、入り軸の幅広部分の第１組の円筒
穴の隣に、入り軸の中心線にほぼ平行に第２組の円筒穴
がある。この第２組の穴中にはυ制御弁が設けられ、こ
れら弁は片側はばねで、もう一方の側は液圧媒体で負荷
される。これらの制御弁の変位に応じて、プランジャは
対応する穴中で自由に往復運動ができ、またはでさ゛な
い。このようにして、入り軸と出軸の間で連結が確立さ
れたり、確立されなかったりする。この既知の装置は、
両軸間の連結としてのみ鋤ぎ、この連結は外すことがで
きる。

本発明の目的は、前記の原理に基づいて、プランジＶに
よって押しのけられる液圧媒体の量と圧力を調節するこ
とにより、伝達すべき一方の軸の速度／トルクを他方の
軸に対して無段式に調節することができるとともに、高
い効率と一体式で効率的かつ簡単な構造との組合せが実
現できる、２軸が同一線上にあるコンパクトな調節機構
を得ることにある。

本発明に基づく装置は、幅広部分を有する入り軸と出軸
がハウジング内でジャーナル受けされ、液圧媒体用回路
が穴の近傍に両軸の中心線に対して逆方向に配置された
高圧室と低圧室を備える。

各プランジャの鏡板に面する端部は、鏡板と接触するた
めの脚板または案内板を備え、かつプランジャの中心線
に対して鏡板の角度に等しい角度αで配置される。

本発明の目的によれば、入り軸と出軸は回転数が異なる
ことが可能でなければならないので、穴とプランジ１１
を備えた回転子の回転数も出軸部分の、したがってそれ
と−緒に回転する鏡板の回転数と異なる。したがって、
既知の技術で常套手段である、球継手を決ってプランジ
ャを鏡板に移動可能な形で連結することはできない。そ
の代りに、プランジｐの足が鏡板上をひきずって動く。

したがって、本発明によれば、プランジＶが鏡板と、そ
の連動点が移ｎＪできるような形で連動する。そのため
に、プランジャの軸線に対して、当該の鏡板と中心軸の
間の角度αに等しい固定角度αでプランジＶの足が設け
られている。回転数が異なる場合、プランジャの足は鏡
板上を滑る。このことは、同時にプランジャの回転運動
を生じ、それがプランジャと穴の壁の間の良好な潤滑に
役立つ。

やはりプランジャ６足と鏡板の界面の良好な潤滑を可能
にするため、各プランジャに、その中心線付近に、液圧
媒体を穴からこの界面に運ぶ少なくとも１個の狭い穴を
設【ノることができる。しかしプランジャの位置を安定
させるため、互いにある間隔を置いて、脚部の斜角に対
して垂直な線に沿って開口する２個の穴を設けることが
好ましい。

本発明の特別な一実施例によれば、出軸は、入り軸の幅
広部分の両側に２枚の鏡板を備え、各鏡板は入り軸の幅
広部分の貫通孔中で往復運動をするプランジャと連動す
る。これらの鏡板は、軸の中心線に対して大きさが同じ
で向きが反対の角度をなす。かかる構造の利点は、外側
方向軸力が同じ穴中で往復運動をするプランジャによっ
て内部で吸収されるので、回転子にはかからないことで
ある。その上、回転子中に貫通孔を設ける方が、一端が
閉じた穴を作るよりも容易である。

高圧室と低圧室は、出軸の外壁内の陥凹部として形成す
ることが好ましい。この場合、液圧媒体の供給と排出は
、出軸の中心部の穴を通じて行なうことができる二しか
し、ハウジングの内壁内に高圧室と低圧室を配置するこ
とも可能である。その場合は、回転子の外壁がハウジン
グの内壁とび□つたりはまり合わなければならない。

本発明の特別な一実施例によれば、プランジャは、鏡板
に而する端部で脚板によって閉じられ、反対側が開いた
中空円筒である。

本発明のもう一つの特別な実施例によれば、高圧室と低
圧室は寸法が異なる。

本発明にもとづく装置は、出軸が入り軸よりも低速で回
転、または停止しているとき、ポンプとして鋤くことが
できる。一方、この装置は、入り軸が出軸よりも低速で
回転するとき、［−夕として働くことができる。ざらに
、供給される液圧媒体の示と圧力を制御することにより
、入り軸と出軸の回転速度の差を無段式に切り換えるこ
とが可能である。

次に本発明にもとづく装置の特別な実施例を示した図面
を参照しながら、本発明について説明する。

第１図は本装置の断面図、第２図は第１図の線Ａ−Ａに
よる横断面図、第３図は第１図の線Ｂ−８による横断面
図である。

入り４Ｉｌ１１１と出＠２はそれぞれ少なくとも内部が
円筒形のケーシング５中の３と４で担持されている。入
り＠１は、ここでは「回転子」と呼ぶ幅広部分６を有し
、この幅広部分は軸１の突出部分８との連結部７によっ
て軸１に連結されている。

出軸２は、回転子６の中心の穴によって案内され、回転
子６の両側に固定した鎖板９と１０を有し、これらの鏡
板は、軸１および２の中心軸に対して大きさは大体同じ
だが向きが逆の角度αで配置されている。

回転子６中にいくつかの穴１１がある。この穴の数は、
装置の寸法と行なうべき条件に応じて１個から１００個
の間である。この実施例では１０個である。通常は５１
１７ａから２０個の間である。

各穴はそれぞれ、記号１２Ｉ〜１２Ｘおよび、１３Ｉ〜
１３Ｘで示した、反対方向に動く２個のプランジャを有
する。

プランジャ、たとえば、１３■は、第４図に詳しく示し
たように、鏡板１０の一部分と接触している。

２本の狭いチャンネル１４と１４′（断面図には１つし
か見えない）が大体プランジャの中心線に沿って走り、
前記プランジャ１３Ｉの足の端部付近で間口している。

他のすべてのプランジャについても同様である。

穴１１１〜１１Ｘは、その中心部に半径方向に向かうチ
ャンネル１６１〜１６Ｘを有し、これらのチャンネルは
回転子の中心に向かってだけ聞き、回転子６（したがっ
て軸１）がある位置にきた場合、圧力室１１と１８のど
ちらか一方に開口することができる。これらの圧力室は
、それぞれ高圧室１７と低圧室１８であり、回転子６の
中心部にある出軸２の軸中の陥凹部ににつて形成される
。高圧室１７は、チャンネル１りど２０およびケーシン
グ５の環状溝２１を介して、固定連結部２２に連結され
ている。高圧室１７とチャンネル１９および低圧室１８
とチャンネル２３の連結部は、図に示されていない。同
様に、低圧室１８は、出＠２中のチャンネル２３、入り
軸１中の連結チャンネル２４、おＪ：びケーシング５の
環状面２５を介して固定吸入口２６に連結されている。

２３′は、出軸２のトラニオンの軸受つきまたは軸受な
しの密封リングを表わす。圧力室１１と１８はその他の
点で完全には均一ではない。入口を閉じた後で超過１１
Ｋによって低圧室を開くための圧扱きのために、圧力室
１７と１８の間の区画によるチャンネル１Ｂ■〜１６Ｘ
の重なりが、非対称になっている。

本装置の動作は、出軸２が静止し、したがって入り＠１
と回転子６がある方向に回転するとき、プランジャ１２
Ｉ〜１２Ｘと１３Ｉ〜１３Ｘが逆の方向に前後に移動す
ることになる。媒体が穴１６Ｉと１６］１、高圧室１７
、チャンネル１９と２０、および環状１１１２１を通っ
て固定出口２２に送られる。媒体は、固定低圧吸入口２
６、環状溝２５、チャンネル２４と２３を通って低圧室
１８に供給され、そこから穴１６Ｉ〜１１３Ｘを通って
それぞれプランジャ１２工〜１２Ｘと１３Ｉ〜１３Ｘの
間にあるｖ１１■〜１１Ｘに供給される。

先に指摘したように、この全体がポンプとして動くこと
は自１！１１である。しかし、このことがあてはまるの
は、前記で仮定したように出軸２が回転しない場合だけ
である。極端な調節位置として、連結部２２と２６によ
る媒体の供給と排出または排出だけが阻止されたどき、
プランジャの間の媒体は、変形できない塊としての挙動
を示し、プランジャ１２と１３がそれぞれ前後に動くこ
とは不可能になる。

鏡板９と１０は従動されて、出軸２は入り軸１と一緒に
一体として回転する。したがって、この場合の伝動効率
は、はぼ１００％である。これは、出軸の回転数が最大
になるために正確に最大の媒体流量が必要な、通常の構
造とは対照的である。

上記の２つの場合の間のあらゆるバリエーションを実現
することが可能であり、連結部２２と２６の間を移動す
る液圧媒体の色または圧力を調節することによりそれが
できる。すなわち、プランジャ１２と１３の移動速度ま
たはトルク能力が鏡板９と１０に影響を及ぼすことにな
る。すなわち、媒体のＨによって回転数の差がきまり、
圧力によってトルクが移転される。

加圧下で余分の聞の媒体の形で余分なエネルギーを供給
することや、その逆、すなわちエネルギーを排出するこ
とさえ可能である。エネルギーが供給されるとき、鏡板
９と１０は、軸に対して十分に斜めの位置にならなけれ
ばならない。すなわち角度が比較的小さくなければなら
ない。

プランジャは、その足が鏡板に対して斜めの位置にある
ため、（第３図のＪ：うに）回転子６に対して上向きの
力Ｆ１を加え、同時に媒体は高圧室１７およびプランジ
ャ間の穴１Ｇからの高圧の下で横向きの力をかけるので
、入り軸と出軸の間のＦＪ擦を減らすため、上記２つの
力の合成力１”ｒを補償することが必要である。これは
、第１図および第３図に示すように、軸２の回転子６の
内部の部分に陥凹部（補償溝）　２７．２８．２９．３
０を設けることにより簡単に実施できる。陥凹部２７と
２８は低圧室であり、陥凹部２９と３０は高圧室である
。したがって、上記の溝はそれぞれ高圧部１７．１９〜
２２と、低圧部１８．２３〜２６に連結されている。連
結チャンネルは、図では一部分しか見えない。当然、上
記各室の正確な位置は合成力がそれによって決まる構造
の細部によって決まる。

第４図は、プランジャ１２Ｉ〜１２Ｘまたは１３Ｉ〜１
３Ｘのうらの１つの縦断面図である。質量を小さくする
ために、プランジャは中空にすることが好ましい。足１
５は、中心線に対して垂直な平面に対して角度αだけ傾
いた平面を有する。この角度αは鏡板９または１０がそ
の回転軸となす角度αに等しい。第５図はプランジャ脚
部の平面図であり、足に２個の穴１４と１４′（断面図
では穴が１つだけ見える）があり、潤滑液をプランジャ
室３１から鏡板９と１０上のその案内面に運ぶことを示
す。プランジャには、機械力に１液圧、および豆いに間
隔ａだけ離れた穴１４と１４′　を介した液圧の力に１
とに２がかかる。これらの力は、脚部１５が当該の鏡板
を支えるように、互いに釣合を保っている。何らかの理
由でプランジＶが外れた位置にきた場合に、Ｋ１≠に２
となってプランジャに逆向きのトルクがかかり、プラン
ジャを正しい位置に戻り。

第４図で、Ｋ１とに２は図面の平面上にあり、互いに間
隔ａだけ離れて作用し、（位置が外れていないときは）
その大きさが等しく、方向が同じでる。

プランジャの行程長さにしたがって装置の特性に影響を
与えるためには、鏡板９と１０のうち一方が軸２に対し
て回転可能な形で調節できることが好ましい。

本発明にもとずく装置には、下記のような多くの用途が
ある。

−高速軸におけるトルク調節 −車両の前輪および後輪駆動装置におけるギアドライブ
によるトルクの分配 −軸の位相１．ＩＩ　ｔＥ −キャタピラ車両の操縦 −可変ロッキング　ディファレンシャル−ｉ圧軸の圧力
測定によるトルク・センナ−媒体供給量の増加による駆
動トルクの拡大−液圧的に利用できる余分のエネルギー
の使用 −テスト・ベッドにおける調節・駆動Ｈ置−上記の２つ
以上の可能性の組合せ はじめの３つの用途は、トランスミッション機構のテス
ト・ベッド用として重要である。

本装置をうまく動作させ調節するには、本装置の外にｖ
Ａ整手段、とりわけ、弁、絞り弁、アキュムレータ、タ
ンクなどが必要である。一般に液圧媒体としてはオイル
がこの目的に適している。

【図面の簡単な説明】

図面は、下記の線図構成である。 第１図は、本発明の一実施例の装置の縦断面図、第２図
は、第１図の線Ａ−Ａによる横断面図、第３図は、第１
図の線［３−［３による横断面図、第４図は、プランジ
ャの縦断面図、 第５図は、プランジャ脚部の平面図である。 １：入り軸、２：出軸、５：ハウジング、６：幅広部分
、９，１０：鏡板、 １１：穴（貝通穴）　、１２．１３：プランジＶ１１４
、１４’　　：穴、１５：脚板（表面）、１７：高圧室
、１８：低圧空、２７．２８．２９．３０：補旧溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、幅広部分である回転子を有する入り（駆動）軸およ
   び入り軸と同軸の出（従動）軸を備え、入り軸の幅広部
   分はその中心線に実質的に平行ないくつかの円筒穴を備
   え、各穴は前記穴中で往復運動ができるプランジャを含
   み、前記プランジャはそれがどの位置にあるときでも一
   端部が穴の外側に突き出すだけの長さを有し、前記出軸
   は、回転子または出軸の回転時にプランジャがその穴中
   で往復運動をするようにプランジャの突き出した端部と
   運動するように軸の軸線に対して角度αで斜に配置され
   た板（鏡板）を有し、各穴はその穴と液圧媒体を含む回
   路との間の連結を確立するための半径方向に向いたチャ
   ンネルを該穴の壁中に有する、回転可能軸と液圧媒体の
   押しのけとの共同作用によって可変伝動ユニットまたは
   ポンプが形成される装置において、 幅広部分（６）を有する入り軸（１）と出軸（２）がハ
   ウジング（５）内でジャーナル受けされ、液圧媒体用回
   路が穴の近傍に両軸の中心線に対して反対方向に配置さ
   れた高圧室（１７）と低圧室（１８）を備え、鏡板（９
   、１０）に面する各プランジャ（１２、１３）端部が鏡
   板に接触するための脚板（１５）を備えかつ鏡板の角度
   （α）に等しい角度（α）でプランジャの中心線に対し
   て配置されることを特徴とする、前記装置。 ２、液圧媒体の高圧室（１７）と低圧室（１８）が出軸
   の外壁内の陥凹部として形成されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、出軸２が入り軸（１）の幅広部分（６）の両側に２
   板の鏡板（９、１０）を備え、各鏡板（９、１０）は入
   り軸（１）の幅広部分（６）内の貫通穴中で往復運動を
   するプランジャ（１２、１３）と連動し、各鏡板（９、
   １０）が軸の中心線に対して大きさが等しく向きが反対
   の角度αで配置されることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の装置。 ４、プランジャが、鏡板（９、１０）に面する端部で脚
   板（１５）によって閉じられ、かつそれと反対の側で開
   いた中空円筒であることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項に記載の装置。 ５、脚板（１５）が、鏡板（９、１０）と連動するその
   表面（１５）に実質的に垂直でかつプランジャ本体内の
   チャンネルを介してプランジャがその中で往復運動をす
   る穴の内部に連結されている穴（１４、１４′）を少な
   くとも１個備えることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項または第４項に記載の装置。 ６、脚板（１５）内に、脚板の斜角αに垂直な線の両側
   に２個の穴（１４、１４′）が設けられることを特徴と
   する、特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７、高圧室（１７）と低圧室（１８）の寸法が異なるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ８、高圧室（１７）と低圧室（１８）の両側の出軸の外
   壁内に補償溝（２７、２８、２９、３０）が設けられ、
   これらのうち少なくとも２個の連動する溝が装置の高圧
   側と連結され、またこれらの溝は液圧による力の不均衡
   が補償されるような位置に配置されることを特徴とする
   、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ９、前の特許請求の範囲の１つまたは複数の項に記載さ
   れ、図面によって説明されたごとき装置。