JPH05149240A - 回転斜板レベリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部制御力がない場合に変位自在油圧ユニッ
トの回転斜板を正確にゼロ変位配向状態に維持する回転
斜板レベリング装置を提供する。 【構成】 ハウジング内に固着されたピンに沿って軸方
向に移動自在の可逆レベリングカムを備え、この可逆レ
ベリングカムが変位自在油圧ユニットの回転斜板と係合
するように付勢されて、油圧ユニットの制御入力がない
とき回転斜板をゼロ変位配向状態に位置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変位自在油圧ユニット
における回転斜板のレベリング装置に係り、特に回転斜
板をゼロ変位配向状態に正確に保持する簡易レベリング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変位自在油圧ユニット、特に単一流動方
向形または可逆流動形のいずれかのポンプにおいては、
回転斜板をストローク位置に移動させる制御入力がない
とき回転斜板の位置をゼロ変位配向状態に維持する手段
を備えることが望まれる。従来知られる変位自在形の油
圧ユニットは回転シリンダブロックを備え、このブロッ
クは軸線方向に移動自在なピストンを内部に収容してい
る。油圧ユニットの変位量はシリンダブロック内のピス
トンのストロークに比例して与えられる。油圧ユニット
が軸方向ピストン形の場合は、これらのピストンは傾斜
自在な回転斜板に係合してピストンのストロークを変化
させる。この回転斜板は、これがシリンダブロックの軸
線に垂直なときは、中立またはゼロ変位配向状態をなし
ており、油圧ユニットは出力を与えない。このような変
位自在形の油圧ユニットは庭園用トラクタなどのユーテ
ィリティ車両に利用される静水圧伝動システムに一般に
使用される。油圧ユニットの回転斜板が中立位置にあ
り、また油圧ユニットが出力を与えないときは、上記車
両の電源は駆動系統から断路され、したがって車両の移
動は禁止される。しかし、振動と流体作用により回転斜
板は中立位置から変位され、油圧ユニット内で流体が変
位される。これにより、車両の電源と駆動装置が接続さ
れ、車両は前方または逆方向のいずれかにクリープ（潜
動）を開始する。これは、車両が無人のままのときは特
に危険である。したがって、油圧ユニットの特性とし
て、静水圧伝動からの出力なしの条件が望まれるときは
回転斜板は正確に水平化されることが重要になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、各種の回転斜板
レベリング装置が知られているが、外部制御力のない場
合に回転斜板をそのゼロ変位配向状態に維持する際に問
題点がある。すなわち、1979年３月６日付けのFovster
らの米国特許第4,142,452号にはローラ軸受けポケット
内に静止収容され、油圧サーボユニットのピストン内に
４つの予め応力を加えられたばねを有するクレードル形
斜板が示されている。回転斜板を適切に配置するために
は、ばねの長さ、従ってその調節を非常に正確にして、
バックラッシュを最小にし、さらに回転斜板がそのばね
に向けて傾斜されるまで所定のばねの水平化力が作用し
始めないようにすると共にさらに回転斜板がゼロ変位位
置にあるときばねが回転斜板に対して正確に作用し始め
ることを保証することが要求される。複数のばねを用い
た場合はこれらのばねの特性の不一致に起因して問題が
生じる。

【０００４】このようなばねの不一致な性質に起因する
問題を解消する１つの方法としてレベリング装置の運動
を制御する案内手段を提供するものが知られている。す
なわち、Beckらに対する米国特許第4,584,926号には、
二重ばね付勢カムの移動を案内する側部カバーに固着さ
れたピンを受ける１対の軸方向スロットを有する二重ば
ね付勢カムが示されている。上記Beckに示されたレベリ
ング装置は数年にわたって用いられたが、その設計はあ
る程度機械的に複雑であり、さらに製造が高価になると
いう問題点がある。

【０００５】さらに、Shivversらに対する米国特許第4,
845,949号にはポンプ駆動シャフトに装着された環状中
立機構が示してある。この機構は、ポンプシャフトが回
転するので、シャフトに対して移動自在である。環状機
構の運動を制御するために、この環状機構の外径に摩擦
係合すると共にその効率を制限するポンプ側部断面に内
腔が形成されている。Shivversの構成はさらに、回転シ
リンダーブロックに対向する回転斜板の側に中立機構が
配置されることを必要としている。油圧ユニットの全長
は中立機構の移動を可能にするように適切に増加されな
ければならず、したがってその設計に際しパッケージが
制限されるという問題が生じる。

【０００６】したがって、変位自在油圧ユニットの回転
斜板に対して、製造が簡単で回転斜板の位置決めを正確
に行う回転斜板レベリング装置が必要になる。本発明は
このような回転斜板レベリング装置を提供すると共に上
記問題点の１つ以上を解消することを意図するものであ
る。

【０００７】すなわち、本発明の目的は、外部制御力が
ない場合に変位自在油圧ユニットの回転斜板を正確にゼ
ロ変位配向状態に維持する新規で改良された回転斜板レ
ベリング装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の例示としての実
施例においては、回転斜板レベリング装置は可逆レベリ
ングカムを備え、このレベリングカムはハウジング内に
固着されたピンに沿って軸方向に移動自在に構成されて
いる。可逆カムが軸方向ピストン変位自在油圧ユニット
の回転斜板と係合するように付勢され、油圧ユニットに
制御入力がないとき回転斜板をゼロ変位配向状態に位置
決めする。レベリング装置は１対の接点を有し、一方の
接点は、回転斜板がそのゼロ変位配向状態に水平化され
ると両接点が回転斜板に係合するように回転斜板傾斜軸
線の一側に配置されている。

【０００９】例示として回転斜板レベリング装置が用い
られる変位自在油圧ユニットは、ハウジングと、軸方向
中心線周りにハウジング内で回転自在のシリンダーブロ
ックとを備え、ピストンはハウジング内で軸方向に移動
自在である。ここで、回転斜板は、シリンダブロック中
心線に垂直な横方向軸線周りに傾斜自在であり、またシ
リンダーブロック内でピストンのストロークを制御する
ピストンにより係合自在な表面を有している。

【００１０】可逆カムは、中央の従属ステム部分から外
方に延在する１対の逆方向アームを有するほぼＴ字状の
部材である。このステム部分はピンを摺動自在に受ける
このステム部分を通して延在する開口を備えており、こ
の開口は回転自在シリンダブロックの中心線から、かつ
それにほぼ平行にオフセットされる中心線を有する。上
記接点は逆方向に向くアームの遠位端部に形成され、可
逆カムはピストンにより係合されたものと同じ傾斜自在
回転斜板の表面に係合する。

【００１１】さらに、上記可逆カムは、この可逆カムと
ハウジングの間に介そうされたコイルばねにより軸方向
移動に対して着勢される。このコイルばねは外部制御力
のない場合に回転斜板をゼロ変位配向状態に維持するの
に十分なばね剛性を有し、回転斜板の所定の非ゼロ変位
配向状態の保持を可能にする。以上に示した本発明の他
の目的、特徴および利点は添付図面につきなされる次の
詳細な説明から明らかになる。

【００１２】

【実施例】先ず、図１および図２を参照すると、伝動ケ
ース１８の要部に当接する伝動中心部１６の走行面１４
に装着された軸方向ピストン油圧ユニット１２を有する
伝動要部が一般に参照番号１０で示してある。これらの
中心部分および伝動ケース１８は共に閉じたハウジング
を画定し、このハウジングは複数の軸方向摺動ピストン
２４を内部に配置した回転自在シリンダブロック２３を
包被する。

【００１３】それぞれのピストンはクレードル状回転斜
板２８の平面カム面２６に係合する。回転斜板は図示し
ない複数の回転自在軸受に装着され、これらの回転自在
軸受は、シリンダーブロック軸線または中心線３４に垂
直な横方向回転斜板軸線３２周りの回転斜板の傾斜自在
運動のために半円状レースウエイ３０内に支承されてい
る。このようなクレードル回転斜板を用いた軸方向ピス
トン油圧ユニットは技術的にはよく知られており、また
以上に示した各部分の特定の構造は本発明とは無関係で
ある。

【００１４】一般に知られるように、油圧ユニット１２
の変位量はシリンダブロック２２内のピストン２４のス
トロークに比例する。ピストンは傾斜自在回転斜板２８
のカム面２６に係合し、これは、回転斜板の傾斜角度が
ピストンのストロークを変化させ、したがって油圧ユニ
ットの変位を変化させるように作用する。

【００１５】回転斜板の傾斜は、規定にしたがって、例
えば差動流体厚を回転斜板の逆側にポートするオペレー
タ制御装置３６の手動付勢によりなされ、油圧ユニット
のゼロでない変位をもたらす。カム面２６がシリンダブ
ロックの軸線３４に垂直のときは、回転斜板は中立また
はゼロ変位配向をなし、油圧ユニット１２は出力を有さ
ない。本発明の回転斜板レベリング装置は、外部制御力
のない場合に、回転斜板の両側部に力を加えて回転斜板
をゼロ変位配向状態に維持する。

【００１６】以下、本発明によるレベリング装置の好適
な形態について説明する。図１に示したように、油圧ユ
ニット１２の左側には一般に参照番号４０で示したレベ
リング装置を装着する内腔３８が配置されている。回転
斜板レベリング装置は内腔３８内を軸方向に移動自在の
可逆カム４２（図２）を備えている。

【００１７】図４に最良に示したように、この可逆カム
４２はほぼＴ字状をなし、ピン４８を摺動自在に受ける
円筒状開口４６を有した細長いステム部分４４を備えて
いる。ピンは、伝動ケース１８に形成されたポケット５
２にその端部５０がプレス嵌めにより固着され、またシ
リンダブロック中心線３４にほぼ平行に延在すると共に
それからオフセットされた長手方向軸線５４を有する。

【００１８】さらに可逆カム４２はステム部分４４から
外方に延在すると共にピン軸線５４に対してほぼ垂直を
なす１対の逆方向アーム５６、５８を備える。各々のア
ーム５６、５８の外側端部は、軸線５４に対してほぼ垂
直をなすと共に回転斜板２８のカム面２６上でそれぞれ
２つの角部６４、６６に係合するように設計された平面
内にそれぞれ丸接点６０、６２を備える。

【００１９】ピン４８の軸線５４にほぼ整合された中心
部分１６にはばね座６８が形成されている。このばね座
はコイルばね７０に対する装着部を与え、コイルばね７
０はその自由端部７２でピン４８を囲繞すると共に可逆
カム４２の端面７４に当接している。

【００２０】さらに、ばね７０は、図３の矢印「Ａ」に
より示したように、可逆カム４２に対して下向き軸方向
付勢力を与え、接点６０または６２の少なくとも一方を
回転斜板２８に係合させるように作用する。ピンの軸線
５４はシリンダブロックの軸線３４に対してほぼ平行に
配置されるので、カムは、両接点６０、６２が回転斜板
に当たるまで下方に移動することができ、この時点で回
転斜板２８の平面状カム面２６はシリンダブロック２２
に対して垂直状態になる。このような条件の下では（こ
こではゼロ変位条件と呼ぶ。）、シリンダブロックの回
転は、油圧ユニット１２がポンプのときは流れを生成せ
ず、また油圧ユニット１２がモータのときはゼロのトル
ク出力を発生する。

【００２１】図３には、ゼロ変位配向にあるときの回転
斜板２８およびカム４２が実線で示してある。ただし、
回転斜板２８が軸線３２周りに時計方向に傾斜される
と、接点６０と係合しているカム面２６の左角部６４に
よりカムはコイルばね７０の付勢に抗して上方に移動さ
れる。この上方位置は接点６０′により示してある。

【００２２】ピン４８の剛性およびステム４４の伸長に
起因してカムは傾斜なしに軸線５４に沿い直線方向にそ
のまま移動される。カム全体が上方に移動するので、接
点６２はもはやカムから傾斜しているカム面の右角部６
６と接触しなくなる。同様に、逆動作モードなどの回転
斜板２８の反時計方向の回転により、右角部６６はカム
を上方に移動させるが、ここで右接点６２は回転斜板と
係合状態になる。

【００２３】回転斜板が上記のように時計方向または反
時計方向のいずれかの位置にあるときは、可逆カムはな
お回転斜板をレベル位置に向けて付勢するようにコイル
ばねにより下方に付勢され、すなわち、回転斜板制御レ
バー３６に入力制御力が印加されないときピストン搭載
カム面２６はシリンダーブロックの軸線３４に垂直にな
る。

【００２４】このような水平または中立位置においては
両接点６０、６２は回転斜板２８のカム面に係合して回
転斜板をゼロ変位配向状態に保持する。接点６０、６２
はカム軸線５４および中心線３４に垂直に維持され、ま
た両接点はカム軸線５４に沿ってのみ移動するように拘
束されたカム４２の一部をなすので、接点６０および６
２には相対運動は存在しない。このようにして、回転斜
板２８はゼロ変位配向に水平化される。ばね７０は外部
制御力がない場合に回転斜板２８をゼロ変位配向に保持
するのに十分な剛性を有するが、このばねは回転斜板を
ストローク位置から復帰させるようには設計されてない
ことが理解されるべきである。すなわち、ばね７０は、
回転斜板２８がゼロ変化状態から除々にずれないように
作用するものである。

【００２５】従って、回転斜板が所定の非ゼロ変位配向
状態でオペレータ制御部３６から制御力が除去されて
も、回転斜板は所望の配向を保持することになる。この
ようにして、レベル装置４０は、回転斜板の位置決めに
必要な制御力に対する衝撃を最小にしながらクリープを
排除する中立補助装置として作用する。

【発明の効果】

【００２６】なお、ばね７０は回転斜板２８に直接係合
するのではなく、カム面角部６４、６６とのみ係合する
ので、従来の設計のばねシステムの場合のようにバック
ラッシュが生ずるという問題点は存在しないことが注目
される。さらに、本発明によれば、使用時のばね特性の
変化あるいは製造時のばねの不適切な調整により回転斜
板がそのゼロ変位配向から傾斜されるという問題は排除
される。

【００２７】本発明の設計の他の利点は、回転斜板レベ
リング装置が回転斜板の１側にオフセットされて配置さ
れ、これによりレベリング装置が回転自在シリンダブロ
ックと同じ回転斜板の側に配置されることにある。カム
４２は、回転斜板の逆側に作用するよりも、ピストン２
４と同じ回転斜板２８の側に係合し、したがって油圧ユ
ニットはよりコンパクトでパッケージがより容易にな
る。

【００２８】さらに、本発明は容易に、かつ安価に製造
されるように十分な構成を有している。すなわち、カム
は、これを搭載しているいくつかの案内部材を用いるよ
りもむしろ、伝動ハウジング内にプレス嵌めされる単一
ピンのみに沿って摺動するように拘束されている。ピン
または付勢ばねを装着する締結具は不要であり、またカ
ムは単一の中央開口を必要とするだけである。また、単
純な設計により機械加工のコストを下げることができ、
したがって装置コストを下げることができる。

【００２９】なお、本発明はその精神または中心的な特
性から逸脱せずに他の特定の態様により実施することが
できることは言うまでもないことである。したがって、
上記の例ならびに実施例は全ての側面において例示とし
て与えられたもので、束ばくするものではなく、さらに
本発明は以上に示した内容に制限されるものではないこ
とが理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転斜板レベリング装置を備える油圧
ユニットを示す断面図である。

【図２】図１に示した油圧ユニットと回転斜板レベリン
グ装置を示す上部平面図である。

【図３】図１に示した回転斜板と回転斜板レベリング装
置を示すと共に、図中実線で示した回転斜板のゼロ変位
配向およびダッシュ線で示した回転斜板の非ゼロ変位配
向を示す側面図である。

【図４】図３の回転斜板レベリング装置における可逆カ
ムを示す独立立面図である。

【符号の説明】

１０ 伝動部分 １２ 軸方向ピストン油圧ユニット １８ 伝動ケース ２２ 回転自在シリンダブロック ２４ 摺動ピストン ２６ 平面状カム面 ２８ 回転斜板 ３６ オペレータ制御部 ３８ 内腔 ４０ レベリング装置 ４２ 可逆カム ４４ ステム部分 ４６ 円筒状開口 ４８ ピン ５２ ポケット ５６、５８ アーム ６０、６２ 接点 ６８ ばね座 ７０ コイルばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジング内で第１
   の軸線方向中心線周りに回転自在であると共に内部に軸
   線方向に移動自在なピストンを有するシリンダーブロッ
   クと、第１中心線に対して垂直な横方向軸線周りに傾斜
   自在であると共にシリンダーブロック内でのピストンの
   ストロークを制御するようにピストンにより係合自在な
   表面を有する回転斜板とを備える変位自在油圧ユニット
   に対する回転斜板レベリング装置において、 前記ハウジング上に固着されると共に第一軸線方向中心
   線からオフセットされさらにこの中心線に対してほぼ平
   行に延在する第二軸方向中心線を画定する細長いピン
   と、 回転斜板に係合して油圧ユニットのゼロ変位を表わす配
   向状態に回転斜板を維持するための第１位置と、回転斜
   板が外力の影響の下で傾斜される第２位置との間で移動
   できるように前記ピン上に摺動自在に装着された可逆カ
   ムとを備える回転斜板レベリング装置。