JPS5817893B2 - ボ−ルピストンオシヨウシタ アキシヤルガタユアツクドウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ボールピストンを使用した油圧駆動装置に
関し、その最大の特徴はアキシャル形としたことである
。

ボールピストンを使用した油圧駆動装置として従来から
ラジアル形のものが知られている。

このラジアル形の駆動装置においては、ボールピストン
を多数設けて多行程とすることが困難なので、流量の割
には装置自身を大型化しなければならず、しかもラジア
ルレ方向の力のバランスがとりにくく、軸受等に偏摩耗
を生じさせるなどの欠点があった。

この発明は、上記従来の欠点を解消した油圧駆動装置の
提供を目的とす゛るものである。

以下にはこれを図示の実施例について説明するが、まず
第１０図に示した回路図に基いてその作動を概説する。

アキシャル形可変吐出ボールポンプＰから吐出される圧
油は、主通路イ、口のいずれか一方を経由してアキシャ
ル形定変位ボールモータＭに流入してそれを駆動させる
。

上記主通路イ、口のうち、たとえば通路イを吐出側とす
れば通路幀ま戻り側となり、いずれか一方が高圧通路、
他方が低圧通路となるものである。

上記主通路イ、口開にはリリーフ通路ハ、二が接続され
、それら両通路ハ、二のそれぞれに排出口を反対方向と
した高圧リリーフ弁ＨＲ１，ＨＲ２を接続している。

したがって通路イ側の圧力が設定値以上になる吉、高圧
ＩＪ ’ ＩＪ−フ弁ＨＲ１が開き、その高圧油を主通
路唱こ導き、また同様に主通路口側の高圧油は高圧リリ
ーフ弁ＨＲ２を介して主通路イに導かれる。

一方ブーストポンプＢＰから吐出する低圧油は、低圧Ｉ
Ｊ ＩＪ−フ弁ＬＲの作用で設定圧以内に維持されると
ともに、ブースト通路ホ、へに流入する。

これら両通路のうち、一方の通路ホは高圧ＩＪ ＩＪ−
フ弁ＨＲ１の排出口側に通じるリリーフ通路ハに合流上
、また同様にして他方の通路へはＩＪ ＩＪ−フ通路二
に合流している。

そして上記両ブースト通路ホ、へ憾は、ブーストポンプ
ＢＰからの低圧油の通過のみを許容する逆止弁Ｃ１，Ｃ
２が接続されている。

しかしていま主通路イ側が高圧になっているときには、
その高圧油はモータＭに流入するとともに、通路二、へ
を逆流して逆止弁Ｃ２の出口側に達する。

逆止弁Ｃ２の出口側に高圧油が背圧として作用すると、
その逆止弁Ｃ２にブーストポンプＢＰからの低圧油が作
用しても開弁しないことになる。

したがってこの場合には、ブーストポンプＢＰからの低
圧油は、逆止弁Ｃ１を開き、ＩＪ ＩＪ−フ通路ハを経
由して低圧側の主通路口に流入する。

なお高圧側の主通路イの圧力が設寓値以上になったとき
は、その圧油は高圧１．、ｌ ＩＪ−フ弁ＨＲ１を開弁
して低圧側の主通路口に流入すること明らかである。

また主通路口側が高圧になっているときには、上記の場
合とは逆に、ブーストポンプＢＰの低圧油は、逆止弁Ｃ
２を開弁し、ＩＪ’ ＩＪ−フ通路二を経由して低圧側
の主通路イに流入する。

以上要するに、ブーストポンプＢＰから吐出される低圧
油は、常に低圧側の主鴻路イあるいは口を経由してポン
プＰに流入するとともに、そのブースト圧は低圧ＩＪ
ＩＪ−フ弁ＬＲによって制御され、またポンプＰからの
吐出圧は高圧リリーフ弁ＨＲ。

あるいはＨＲ２によって制御されるものである。

次に第１０図に示す各要素を一体化した具体的構成につ
いて説明する。

この実施例における油圧駆動装置は、ブーストポンプケ
ース１、スペーサー２、ポンプケース３、分岐路ブロッ
ク４およびモータケース５を順次連設してケース本体Ｘ
を形成している。

このケース本体Ｘの両側から突出するポンプ軸６および
モータ軸Ｔのそれぞれの内端は、ポンプケース３に内装
されるポンプ用シリンダブロック８（第１，４図参照）
、モータケース５に内装されるモータ用シリンダブロッ
ク９（第１，５図参照）のそれぞれにそれらブランク８
，９と一体回転する藺係を保持して連結されている。

そし、てこれら両ブロック８，９にはその中心部であっ
てそれら両者の対向面において開口する凹部が形成され
、その凹部に分岐路ブランク４のビントル部１０が挿入
されている。

上記のようにポンプ軸６と一体回転するポンプ用シリン
ダブロック８には、第１図ａ −ａ線断面として示した
第４図からも明らかなように、真円上において一定間隔
毎に軸６，１に平行な円筒孔１１が形成され、その各円
筒孔１１内にはその孔１１にぴったりと挿入される直径
を有する１対のボールピストン１２．１３が転勤自在に
内装されている。

そして上記円筒孔１１の両側方には円板状の１対のカム
板１４．１５が配置されている。

このカム板１４．１５はそれら両者の対向側面一おいて
その円周方向に波形のカムカーブを形成している。

このカムカーブは、その展開図として示した第１１図か
らも明らかなように、カム板１４゜１５の回転角１８０
度の範囲内で１サイクルの周期を持つ正弦波曲線を形成
しているものである。

このようなカムカーブを有する上記カム板１４゜１５に
突片を設け、これら突片の対向面にランク１６．１γを
形成している。

そしてこのランク１６．１１間には、それら両ランク１
６，１γの双方にかみ合うピニオン１８を介在させると
ともに、このピニオン１８の操作ロッド１９をケース本
体Ｘから外方に突出させている。

したがって操作ロッド１９を回転すると、カム板１４．
１５はたがいに反対方向にまわり、換言すれば相対回転
し、両カム板１４．１５のカムカーブの位相が調節され
る。

なお、両カム板１４．１５のカムカーブの位相について
、一方のカム板のカムカーブの山と、他方のカム板のカ
ムカーブの谷とが対向しているときに、両ダム板１４．
１５のカムカーブは同相であると定義する。

前記分岐路ブロック４のビントル部１０であって、ポン
プ用シリンダブロック８の四部に臨ませた部分の周囲に
は、第４図からも明らかなように、その直径線上におい
てたがいに対向する４つの凹溝２０，２０’を形成して
いるもので、これら各凹溝２０，２０’は、そのピント
ル部１０内に形成の４つの通油孔２１，２１’に通じて
いる。

そしてこれら通油孔２１，２１’のうち、直径線上にお
いてたがいに対向する通油孔は連通孔２２゜２２′を介
して相互に連通している。

またモータ用シリンダブロック９には、第１図ｂ−ｂ線
断面として示した第５９図からも明らかなとおり、ポン
プ用シリンダブロック８と同様に、円筒孔２３を設けて
その中に１対のボールピストン２４．２５を転勤自在に
内装するとともに、その側方に前記と同様のカムカーブ
を形成したカム板２６．２７を配置している。

但しこのモータ側におけるカム板２６．２７は、ピン２
８．２９によって分岐路う゛ロック４およびモータケー
ス５に固定され、前記ポンプ側のように両カム板が相対
回転することがないもので、両者のカムカーブめ位相は
第１４図に示すように予めずらしである。

分岐路ブロック４のビントル部１０であって、モータ用
シリンダブロック９の凹部に臨ませた部分の周囲には、
ポンプ側におけると同様に凹溝３０．３０’□が形成さ
れ、それら凹溝３０，３０’はそれぞれ前記通油孔２１
，２１’に通じるとともに、この部分においても通油孔
２１は連通孔３１を介して相互に連通している。

しかしていま、ポンプ側の両カム板１４．１５のカムカ
ーブを第１１図に示すように逆相とするとともに、第１
３図に示すよらにカム板の回転角０度位置において、そ
れら両カム板のカムカーブの谷が対向する関係に設定し
ておき、またモータ側の両カム板２６．２７のカムカー
ブを第１４図に示すようにその位相をずらしておくとと
もに、カム板の回転角０度位置において、カムカーブの
対向間隔が最小となるように設定しておく。

この状態において、ポンプ軸６によってポンプ用シリン
ダブロック８を第４図時計方向に回転させると。

ボールピストン１２．１３は、回転角０度および１８０
度位置において両者最大？□こ離隔し、゛また回転角９
０度および２７０度位置において両者は最も接近すると
いうように往復運動する。

ボールピストン１２．１３が最大に離隔したときに、凹
溝２０．２０および各円筒孔１１に形成の一口３２を介
して通油孔２１．２１からの作動油を吸込み、また両者
が最も接近したときに上記作動油を通油孔２１’、２１
’に吐出する。

通油孔２１’、２１’に吐出された高圧油は凹溝３０’
、３０’および各円筒孔２３に設けた開口３３から当該
円筒孔２３内に圧入する。

この位置にお０るカム板２６′。２７のカムカーブは回
転角９０度あるいは２７０度に向うに従ってその対向間
隔を除々に離隔させる方向にあるので、当該円筒孔□２
３内のボールピストン２４．２５はそのカムカーブに従
って離隔しつう、第１４図矢印方向に移動する。

換言すればモータ用シリンダブロック９を、ポンプ用シ
リンダブロック８と同一方向に回転させてそれと一体的
なモータ軸７を回転させる。

この回転過程において回転角０度および１８０度を通過
するときには、ボールピストン２４．２５が最も接近し
、その円筒孔２３内に圧入された作動油を通油孔２１．
２１に吐出してそれをポンプ側に戻すものである。

このことからも明らかなようにシリンダブロック９、ボ
ールピストン２４．２５およびカム板２６．２７によっ
て前記アキシャル形定変位ボールモータＭを構成するも
のである。

また、操作ランド１９を所定方向に回転し、カム板１４
．１５を相対回転角９０度の範囲で第１１図矢印り、ｉ
方向に徐々に移動させることにより、その最大離隔量が
小さくなり、ついには両カムカーブは同相とな乞。

両カムカーブが同相になるとボールピストン１２．１３
は同一方向に往復動するだけで、作動油の吐出および吸
入量は零となる。

このことからも明らかなように、カム板１４．１５を上
記のよう１こ相対回転させることにより、吐出量を調節
しうるもので、シリンダブロック８、ボールピストン１
２．１３およびカム板１４．１５で前記アキシャル形可
変吐出ボールポンプＰを構成するものである。

なお、前記ポンプＰのカム板１４．１５を、そのカムカ
ーブが同相の状態から前記とは逆に、相対回転角９０度
の範囲で第１４図矢印方向に方向に移動させると、換言
すれば操作ロッド１９を前記とは逆回転させると、今度
はカム板１４．ｊ５のカムカーブは、回転角０度および
１８０度位置において、両者の対向間隔が最小となり、
９０度および２７０度位置において最大となる（第１２
図参照）。

このことは結局モータＭおよびモータ軸７を、ポンプ軸
６およびポンプＰの回転方向とは逆に回転させるという
ことを意味する。

すなわち、操作ロッド１９を回転させることにより、ポ
ンプＰの吐出量を調節しうるとともに、モータＭの回転
を正転あるいは逆転のいずれにも切換えうるものである
。

前記ブーストポンプケース１には、第１図のＣ−ｃ―断
面として示した第２図からも明らかなように、ポンプ軸
６と一体回転する駆動歯車８４とその駆動歯車３４の回
転にともなって回転する従動歯車３５とからなる前記ブ
ーストポイブＢＰを内装している。

上記駆動歯車３４の略半周部にポンプ壁３６を密接させ
るとともに、そのポンプ壁３６の外方に隔壁３７を設け
て通溝３Ｂ、３９を形成する一方、その通溝３９上に円
穴４０〜４４が形成されている。

さらに通溝３Ｂ、３９内および隔壁３１の両端部にはポ
イント孔４５〜５０が形成され、各ポイント孔４５〜５
０には所要のピンを差込んで当該通路を閉塞しうるよう
にしているが、ピンを差込むポイント孔４５〜５０の選
択条件は後述するものとし、ここではポイント孔４７お
よび４９にピンが差込まれているものとして説明する。

上記ブーストポンプケース１に密接するスペーサー２は
、第１図のｄ−ｄ線断面として示した第３図からも明ら
かなように、前記円穴４０〜４４に対応する位置に円孔
５１〜５５を形成するとともに、ブーストポンプケース
１のポイント孔４７゜４８間における前記通溝３８に対
応する位置に接続口５６を形成している。

ポンプケース３に設けたブーストポンプ吸込孔５７の一
端は、第１図からも明らかなように、前記接続口５６を
介して通溝３８に通じている。

したがってポンプ軸６が第２図反時計方向に回転すると
、上記吸込孔５７から吸込まれた作動油は接続口５６を
通って通溝３８内に流入する。

通溝３８内に流入した作動油は、前記のようにポイント
孔４７．４９にピンが差込まれて当該部分が閉塞されて
いるので、第２図矢印方向に流れて通溝３９に吐出され
る。

上記のことからも明らかなように、ポイント孔４５〜５
０のいずれにピンを差込むかは、ポンプ軸６を正転させ
るか逆転させるかによって定まるものである。

すなわち、ポンプ軸６を第２図反時計方向に回転させる
ときは、上述の通りであるが、それを第２図時計方向に
回転させるときには、ポイント孔４６．４８を閉塞させ
なければならないこと明らかである。

なお、ポイント孔４５．５０を使用するのは、当該作動
油を冷却するようにした場合である。

すなわち、この場合には通溝３９の端部に設けた四部５
Ｂ、５９とスペーサー２に設けた孔６０゜６１とを互に
対応させるとともに、上記孔６０と６１とを所要の冷却
機構（図示していない）を介して連通させてお匂 しかしてポンプ軸６を第２図反時計方向に回転させると
きには、ポイント孔４５．４７および４９にピンを差込
み当該部分を閉塞しておけは、前記のように通溝３８に
流入した作動油は、孔６０および冷却機構を通って反対
側の孔６１から通溝３９内に吐出される。

ポンプ軸６を第２図時計方向に回転させるときには、ポ
イント孔４６゜４８および５０にピンを差込み当該部分
を閉塞すればよいこと明らかである。

前記円穴４２および円孔５３内には、第１図からも明ら
かな通り、前記低圧ＩＪ ＩＪ−フ弁ＬＲを内装してい
る。

この低圧ＩＪ ＩＪ−フ弁ＬＲは、ブーストポンプＢＰ
の吐出圧、すなわち通溝３９内の圧力が設定値以上にな
ると開弁し、当該作動油を前記ブーストポンプ吸込孔５
７側に戻し、このブースト圧を設定値以内に保持するも
のである。

ポンプケース３にＡマ、第４図および分岐路ブロック４
の側面を示しくこ第７図からも明らかなように、円孔５
１．５２，５４，５５と中心を同じくする通路孔６２〜
６５を軸線に平行に設けている。

これら通路孔のうち通路孔６２と６５とは、分岐路ブラ
ンク４に設けた渉絡孔６６ 、６７、前記通油孔２１’
、２１’および連通孔２２′を介して相互に連通してい
る。

また通路孔６３と６４とは連絡孔６８．６９および通油
孔２１を介して相互に連通している。

さらに通路孔６２と６３とはポンプケース３に形成した
連通路１０、通路孔６４と６５とは連通路７１を介して
それぞれ連通している（第４図参照）。

そして前記通路孔６３および６５には、第８図に示すよ
うに逆止弁ρ１．Ｃ２が内装されている。

この逆止弁Ｃ１，Ｃ２は前記通溝３９から通路孔６３．
６５にのみその作動油の通過を許容する関係にある。

さらに前記通路孔６２および６４には、第９図に示すよ
うに高圧ＩＪ ＩＪ−ス弁ＨＲ，およびＨＲ２が内装さ
れている。

この高圧ＩＪ ＩＪ−フ弁ＨＲ１およびＨＲ２は通路孔
６３，６５内の圧力が設定値以上になったときに、開弁
してその高圧油を連通路７０．７１に流入させるもので
ある。

しかしてポンプ側のカム板１４．１５を第１１図に示す
関係に設定し、ポンプ軸６を回転させれば、通油孔２Ｌ
２１には戻り油が、通油孔２１．′２１′には吐出油が
通過すること前記の通りであるが、これら通油孔２１．
２１は第１０図における前記主通路口を、また通油孔２
１’、２１’は前記主通路イを構成するものである。

通油孔２１’、２１’の高圧油は連絡孔′６７および通
路孔６５に流入して逆止弁Ｃ２に背圧として作用する。

したがって低圧ＩＪ ＩＪ−フ弁ＬＲで設定圧を保持し
た低圧油は、円穴４ｉに対応する逆止弁Ｃ１を開弁して
通路孔６３に流入する。

通路孔６３に流入した低圧油は、連絡孔６８を経由して
通油孔２１，２１に入り、さらにその通油孔２１゜２１
に通じている円筒孔１゛１丙に流入して、作動油を補給
するとともに当該ボールピストン１〉。

１３をカム板１４．１５に押付ける作用をする。

このことから明らかなように、通路孔６５および連絡孔
６Ｔによって、第１０図のブースト通路へを、また通路
孔６３および６８によってブースト通路ホを構成するも
のである。

一方通油孔２１’、２１’内が設定圧以上になると、そ
の作動油は連絡孔６６および通路孔６２を通って高圧Ｉ
Ｊ ＩＪ−フＨＲ１に作用してそれを開弁し、連通路７
０を経由して通路孔６３に流入し、前記と同様にして通
油孔２１，２１に至るものでこれら連絡孔６６、通路孔
６２および連通路７０によって第１０図のＩＪ ＩＪ−
フ通路へを構成するものである。

通油孔２Ｌ２１に吐出油が、通油孔２１′。

２１′に戻り油が通過するときには、通油孔２１゜２１
の高圧油が連絡孔６８および通路孔６３に流入して逆止
弁Ｃ１に背圧として作用するので、ブーストポンプＢＰ
からの低圧油は、逆止弁Ｃ２を開弁し、通路孔６５およ
び連絡孔６７を経由して通油孔２１’、２１’にいたる
。

また通油孔２１゜２１の高圧油が設定圧以上になると、
その高圧油は連絡孔６９および通路孔６４を通って高圧
ＩＪ 、ＩＪ−フ弁ＨＲ２に作用してそれを開弁し、連
通路７１を経由して通路孔６５に流入し、通油孔２１／
。

２１′に至るもので、これら連絡孔６９、通路孔６４お
よび連通路７１によって第１０図のリリーフ通路二を構
成するものである。

以上の説明から明らかなように、この発明の１駆動装置
によれば、アキシャル形としたので、ボールピストンを
多数設けて多行程とすることができ、流量に対して装置
自身を小型化しうるとともに、□軸に対して偏荷重が生
じず、作動が円滑となるものである。

またブー／＜）ポンプから吐出される低圧油は、常に戻
り側の主通路に流入し、カム板に対するボールピストン
の追従性を良好にするとともに、その低圧油は低圧リリ
ーフ弁によって制御され、またポンプ力、）らの吐出圧
は高圧ＩＪ ＩＪ−フ弁によって制御されるものである
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例を示すもので、第１図は縦断
面図、第２〜５図は同上のｃ−ｃ線断面図、ｄ−ｄ線断
面図、ａ −ａ線断面図、ｂ−ｂ線断面図、第７図は分
岐路ブロックの背面図、第６図は第７図ｅ’−”−ｅ線
断面展開図、第８，９図はケース本体の一部であって逆
止弁および高圧リリーフ弁内装位置の断面図、第１０図
は回路図、第１Ｌ１２図はポンプ側力ム板のカムカーブ
展開図、第１３図はカム板とビントルとの関係を示す説
明図、第１４図はモータ側のカム板のカムカーブ展開図
である。 。Ｐはポンプ、８はポンプ用ブロック、１２゜１
３はボールピストン、１４．１５はカム板、６はポンプ
軸、Ｍはモータ、９はモータ用シリンダブロック、２４
，２ｓｃ−ｉボールピストン、２６゜２７はカム板、Ｔ
はモータ軸、イ、口は主通路、ハ、二はＩＪ ＩＪ−フ
通路、ＨＲｌ、ＨＲ２は高圧ＩＪ ＩＪ−フ弁、ＢＰは
ブーストポンプ、ＬＲは低圧リリーフ弁、ホ、へはブー
スト通路、Ｃ１，Ｃ２は逆止弁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプ軸と一体回転するポンプ用ブロックに、その
   軸線に対して平行移動自在にした１対のボールピストン
   を内装するとともに、そのボールピストンの両側方に、
   対向側面において円周方向に波形のカムカーブを形成し
   た１対のカム板を配置してなるポンプと、モータ軸と一
   体回転するモータ用シリンダブロックに、その軸線に対
   して平行移動自在にした１対のボールピットンを内装す
   るとともに、その両側方に前記ポンプと同様の１対のカ
   ム板を配置してなるモータと、前記ポンプとモータとを
   連通し、ポンプの吐出油をモータに、モータの戻り油を
   ポンプに導く２種の主通路と、それら主通路間に接続し
   た２種のリリーフ通路に、排出口をたがいに反対方向に
   して設は在高圧ＩＪ ＩＪ−フ弁と、所要のブーストポ
   ンプと、このブーストポンプからの吐出圧を設定値に保
   持する低圧リリーフ弁と、同じくブーストポンプからの
   吐出油を前記ＩＪ ＩＪ−フ通路であってその高圧ＩＪ
   ＩＪ−フ弁の排出口側に誘導する２種のブースト通路
   と、これらブースト通路内のそれぞれに設けられ、かつ
   ブーストポンプから吐出される低圧油の通過のみを許容
   する逆止弁とを設けてなることを特徴とするボールピス
   トンを使用したアキシャル形油圧駆動装置。