专利名称：凸轮马达装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于建设机械行驶马达等的凸轮马达装置，更详细地说，是一种可在大小两个阶段变更马达容量、在低速旋转工作的低速模式与增速旋转工作的高速模式之间进行切换的凸轮马达装置。
背景技术：
以往这种凸轮马达装置的公知的结构是，把数个液压缸和活塞分成四组，通过换向阀的切换操作，使工作油相对于各组活塞与液压缸的分配供给状态在两个阶段进行切换(例如参考所示的图2日本特开昭55-153871号公报所揭示的结构。在这种结构中，通过把换向阀切换到低速模式下，把工作油供给从上述四组所选出的两组中的每一液压缸，另外，其他两组中的每一液压缸与油箱连接把工作油排出，由此，使凸轮马达装置的马达容量变为最大，在低速、高输出扭矩的状态下旋转工作。
此外，通过把上述换向阀切换到高速模式下，把工作油供给经过上述选择的两组中的一组的每一液压缸，并把工作油从上述另一两组中的一组的每一液压缸中排出，同时，使剩余两组中的各液压缸相互连通构成闭合回路，由此而使凸轮马达装置的马达容量变为上述低速模式下的一半，进行低速模式倍速的高速旋转工作。
但是，在上述以往的凸轮马达装置中，由于在高速模式时不进行供给或排出的两组中的各液压缸是构成闭合回路的，因而，在各液压缸内的压力油没有排出路，有可能产生大的旋转阻力。对此，虽曾考虑把上述两组中的各液压缸与油箱连通，然而一旦这样，该两组中的各液压缸内的油压会接近于大气压，在各液压缸内不能利用油压力保持活塞与凸轮面的滑动接触状态，结果，因活塞与凸轮面的冲击而引发冲击噪音，导致活塞与凸轮面的耐久性降低。
为了防止上述不良现象的发生，必须在以往的凸轮装置的例如活塞与液压缸室的底面之间配设弹簧，用该弹簧把活塞推压到凸轮面一侧，在这种场合，不但增加了零部件数目而使重量增加，而且还存在着结构复杂、组装费时的负面影响。
鉴于此，本发明的目的是提供一种能保持活塞与凸轮面的滑动接触状态、提高静肃性及耐久性、而且削减零部件数目、重量轻、组装容易的凸轮马达装置。
发明内容
为了完成上述目的，在本发明中，用于对凸轮马达装置的工作油供给系统的泄漏进行补充的辅助供给泵，把压力油供给处于高速模式下的不产生驱动力的状态的活塞，由此而保持该活塞与凸轮面的滑动接触状态。
具体说，在本发明中，如
图1及图2所示，提供一种凸轮马达装置，该凸轮马达装置包括圆柱状的液压缸体(2)；在内周侧形成凸轮面(3a)并以围住上述液压缸体(2)的外周面状态配设的凸轮环(3)；以中心轴线(X)为中心相对于上述液压缸体(2)分别沿半径方向延伸、开口于液压缸体(2)的外周面成放射状配设的数个液压缸(5，5，…)；容纳在上述各液压缸(5)中可相对于上述凸轮面(3a)进退的活塞(6)；以及分配阀(7)，该分配阀(7)相对于上述液压缸体(2)的一个端面(2a)可相对转动地接合配设，并把从工作油供给系统(150)供给的工作油分配并供给到上述多个液压缸(5，5，…)中的与处于向凸轮面(3a)上升的上升冲程的各活塞(6)对应的各液压缸(5)中，上述处于上升冲程的各活塞(6)挤压凸轮面(3a)，由此，使处于非旋转状态的固定的上述液压缸体(2)或上述凸轮环(3)中的一方相对于另一方转动。
在上述结构中还包括通过分配阀(7)把工作油供给分成四组的数个液压缸(5，5，…)的4个连通路(8a、8b、8c、8d)；及使上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)有选择地与工作油供给系统(150)的工作油供给侧或排出侧连接，并把上述液压缸体(2)或上述凸轮环(3)的旋转工作状态切换成低速或高速的换向阀(9)。
在上述液压缸体(2)上设有数个被分配口(21，21，…)，这些被分配口(21，21，…)与各液压缸(5)连通，并在上述一个端面(2a)上，在以中心轴线(X)为中心的圆周上具有等间隔的开口；在上述分配阀(7)上，在与上述液压缸体(2)接合的端面(7a)上配设有个数为4的倍数的分配口(71…，72…，73…，74…)，这些分配口(71…，72…，73…，74…)在与上述被分配口(21)相同的圆周上具有等间隔的开口，这些分配口(71…，72…，73…，74…)分成个数彼此相同的4组分配口，各分配口的另一端与上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)及上述各组分配口中的每一个单独连通。
上述换向阀包括低速位置和高速位置，在该低速位置，把从上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)中选出的2个连通路(8c、8d或8a、8b)连接到上述工作油供给系统(150)的供给侧，并把其他2个连通路(8a、8b或8c、8d)连接到上述工作油供给系统(150)的排出侧；在该高速位置，把上述选出的2个连通路中的1个(8c或8a)连接到上述供给侧，把上述其他2个连通路中的1个(8a或8c)连接到上述排出侧，同时，把剩余的2个连通路(8d及8b)连接到辅助供给泵(16)的排出侧，该辅助供给泵(16)用于把补充油供给上述工作油供给系统(150)的排出侧。
根据上述结构，当换向阀(9)位于低速位置时，从上述4个连通路中选出的2个连通路(8c、8d或8a、8b)连接到上述工作油供给系统(150)的供给侧，并把其他2个连通路(8a、8b或8c、8d)连接到上述工作油供给系统(150)的排出侧。于是，把工作油从上述选择的2个连通路(8c、8d或8a、8b)经过分配口(71…，73…，或72…，74…)及被分配口(21)供给处于上升冲程中的各液压缸(5)，处于上升冲程的液压缸(5)是指其活塞(6，6，…)向凸轮面(3a)方向上升的液压缸，这时，分别容纳在这些液压缸(5)中的活塞(6)推压凸轮面(3a)，由此，使液压缸体(2)或凸轮环(3)中的一方相对于另一方转动。另一方面，通过这些活塞(6)分别从处于活塞(6)朝旋转轴X方向下降的下降冲程的各液压缸(5)排出的工作油，通过被分配口(21)与分配口(72…，74…或71…，73…)并从上述其他2个连通路(8a、8b或8c、8d)返回工作油供给系统(150)的排出侧。由此可使凸轮马达装置在最大马达容量下以低速、高输出扭矩的低速模式旋转工作。
另一方面，当上述换向阀(9)处于高速位置时，把上述选出的2个连通路(8a、8b或8c、8d)中的1个连通路(8c或8a)连接到上述工作油供给系统(150)的供给侧，把上述其他2个连通路(8a、8b或8c、8d)中的1个连通路(8a或8c)连接到工作油供给系统(150)的排出侧，同时，把剩余的2个连通路(8d及8b)连接到辅助供给泵(16)的排出侧，该辅助供给泵(16)用于把补充油供给上述工作油供给系统(150)的排出侧。这样，接收高压工作油供给的活塞(6，6，…)的个数为上述低速模式的一半，凸轮马达装置在一半的马达容量下，以速度为上述低速模式的2倍、二分之一的输出扭矩的高速模式旋转工作。
这时，在与上述辅助供给泵(16)的排出侧连接的各液压缸(5)内，通过由辅助供给泵(16)供给的压力油，可以保持与工作油供给系统(150)的排出侧相同的压力，由此，可以在不产生大的旋转阻力的条件下保持上述各液压缸(5)中的活塞(6)与凸轮面(3a)的滑动接触状态。结果，可避免各活塞(6)与凸轮面(3a)的冲击，可提高静肃性及耐久性。此外，由于不需要设置用于把活塞(6)推压到凸轮面(3a)侧的弹簧，因此，与以往技术相比，减少了零部件数目，可使装置整体变轻、组装容易。
上述凸轮马达装置，如图1所示，凸轮环(3)以非旋转状态固定在凸轮马达装置的本体侧(13)上；并且液压缸体(2)可自由转动地支撑在上述本体侧(13)上。
就是说，通过上述液压缸体(2)相对于以非旋转状态固定在凸轮马达装置的本体侧(13)上的凸轮环(3)作相对转动，可以确保旋转驱动力的输出。
在上述结构中，如图1、图4及图5所示，换向阀(9)通过从辅助供给泵(16)供给的压力油在低速位置与高速位置之间切换。
根据这种结构，换向阀(9)通过由辅助供给泵(16)供给的工作油而动作，辅助供给泵(16)用于把补充油供给工作油供给系统(150)的排出侧。由此，不需要设置用于使换向阀(9)工作的专门的驱动源，降低了装置整体的费用，使其结构紧凑。
在上述结构中，如图4及图5所示，换向阀(9)包括做成圆柱状的阀体(92)及在该阀体(92)内形成的一端侧与辅助供给泵(16)连接的补充压力供给通路(926)，上述补充压力供给通路(926)的另一端侧在上述换向阀(9)处于高速位置时，面对着与工作油供给系统(150)的供给侧或排出侧中的任一个不连接的2个连通路(8d及8b)形成开口。
根据这种结构，来自辅助供给泵(16)的补充油通过在换向阀(9)的阀体(92)内形成的补充压力供给通路(926)，供给到与工作油供给系统(150)的供给侧或排出侧中的任一个不连接的2个连通路(8d及8b)中。即，上述补充压力供给通路(926)在换向阀(9)的阀体(92)内形成，由此，能紧凑地构成补充压力供给用的油压回路，从而使装置整体紧凑化。
上述结构也可以如图1所示，其工作油供给系统(150)为工作油供给侧与排出侧颠倒的结构。
根据这种结构，通过把工作油供给系统(150)的供给侧与排出侧相互颠倒，可以把凸轮马达装置切换到正转工作及逆转工作中的任一工作状态。于是，在凸轮马达装置逆转工作的场合，与正转工作的情况相同，当换向阀(9)处于低速位置时，凸轮马达装置以最大的马达容量、低速、高输出扭矩的低速模式旋转工作；另一方面，当换向阀(9)处于高速位置时，凸轮马达装置以一半的马达容量、2倍的上述低速模式的速度、二分之一的输出扭矩的高速模式旋转工作。
这时，当上述换向阀(9)为高速位置时，与上述正转工作的情况相同，与上述工作油供给系统(150)的供给侧及排出侧的任一侧都不连接2个连通路(8d及8b)连接到辅助供给泵(16)的排出侧，在通过该2个连通路(8d及8b)接收由辅助供给泵(16)供给的压力油的各液压缸(5)内，保持着与工作油供给系统(150)的排出侧相同的压力。这样，在不产生大的旋转阻力的条件下可保持各液压缸(5)中的活塞(6)与凸轮面(3a)的滑动接触状态，由此，即使在逆转工作的场合，也能提高高速模式下的静肃性及耐久性。
附图简介图1是本发明一实施例的局部剖视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是表示分配口结构的立体图。
图4是表示给排操作阀结构的放大剖视图。
图5是表示高速位置时的相当于图4的剖视图。
图6是表示以往凸轮马达装置的给排操作阀结构一个例子的示意图。
最佳实施例现结合附图以实施本发明的最佳形式作为实施例进行叙述。
图1示出了本发明的实施例的凸轮马达装置A，其中，1是做成环状的壳体本体，2是做成厚壁圆柱状的液压缸体，3是以包围上述液压缸体(2)的外周面而设置的凸轮环，4是端盖。此外，(5，5，…)(参照图2)是设置在上述液压缸体(2)内的数个液压缸，6是容纳在上述各液压缸(5)内的活塞，7是把工作油分配并供给上述各液压缸(5)的分配阀。进一步，(8a、8b、8c、8d)围绕上述分配阀(7)的外周面而配设的作为四个连通路的环状连通路，9是作为把这些环状连通路(8a、8b、8c、8d)切换连接到工作油供给侧或排出侧的换向阀的给排操作阀，10是输出轴。并且上述凸轮马达装置A用于驱动诸如载置于建设机械等上的车轮或履带等。
上述壳体本体(1)与上述输出轴(10)同轴配置，用数个螺栓(11a)连接到输出轴(10)长度方向的一侧(该图的左侧，以下简称左侧)配设的大致为圆锥状的壳体盖(11)上，其另一侧(该图的右侧，以下简称右侧)用数个螺栓(12)(参照图2)连接到上述凸轮环(3)与端盖(4)上，构成凸轮马达装置A的本体的壳体(13)。上述输出轴(10)在从左右穿过壳体(13)的状态下，由分别配设于壳体盖(11)及端盖(4)中的圆锥滚子轴承(111、41)可自由转动地支撑。此外，在上述壳体本体(1)及端盖(4)的外周面朝外方突出地设置有数个安装法兰(14，14，…)，通过这些安装法兰(14，14，…)把上述壳体(13)固定于车体一侧。
上述液压缸体(2)通过例如花键连接而与上述输出轴(10)的外周面相结合，由此可随输出轴(10)一体绕旋转轴线X(液压缸体(2)的中心轴线)旋转。在液压缸体(2)的内部，以上述旋转轴线X为中心成放射状且沿圆周方向等间隔地配设有如图2所示的数个(在该例中为8个)液压缸(5，5，…)，这些液压缸(5)朝上述液压缸体(2)的半径方向外方延伸，其外周面上设有开口。在每一液压缸(5)内容纳有活塞(6)。各活塞(6)一面随着其顶端部配设的滚子(61)沿着上述凸轮环(3)的内侧所形成的凸轮面(3a)转动，一面由该凸轮面(3a)导向在各液压缸(5)内进退运动。另外，在上述液压缸体(2)上设置有与各液压缸(5)连通的8个被分配口(21，21，…)，这些被分配口(21，21，…)在液压缸体(2)的一个端面(2a)(右侧端面)上，在以上述旋转轴线(X)为中心的圆周上具有等间隔的开口。
如图2所示，上述凸轮环(3)在其凸轮面(3a)上沿圆周方向等间隔且相互交错地形成规定个数(在该图中为6个)的凸部(31)与凹部(32)，该规定个数由活塞的个数与排列关系来确定。上述8个活塞(6，6，…)相对于凸轮面(3a)的位置关系是这样的当以该图右上位置的活塞(6)为第1号活塞并按顺时针依次排为第1到第8号活塞时，则第1及第5活塞(6)大致处于上述凹部(32)的底点位置，第2及第6活塞(6)处于上述凸部31与凹部(32)之间的下侧(即下降冲程)的中间点，第3及第7活塞(6)大致处于上述凸部(31)的顶点，第4及第8活塞(6)处于上述凸部(31)与凹部(32)之间的上侧(即上升冲程)的中间点。
由此，如果主要把工作油供给第4及第8活塞(6)，使其推压凸轮面(3a)，液压缸体(2)就会绕中心轴线(X)沿该图的反时针方向(箭头方向)旋转，接着，如果主要把工作油供给第3及第7活塞(6)，液压缸体(2)就会继续旋转，借助于这种旋转把工作油供给越过凸部(31)的第2及第6活塞，如此依次地把工作油分配供给，就可以驱动液压缸体(2)与输出轴(10)一体地连续旋转。
上述分配阀(7)大致做成圆柱状，其一个端面(7a)(左侧端面，以下简称接合端面)相对于液压缸体(2)的右侧端面(2a)可相对转动地接合着，同时，在嵌装于端盖(4)内周部的状态下，以非旋转状态固定在该端盖(4)的内周部上。此外，在端盖(4)的内周面上沿输出轴(10)长度方向(左右方向)形成四个环状凹部，这些环状凹部与上述分配阀(7)的外周侧全周面相对峙并形成开口。通过这些环状凹部与上述分配阀(7)的外周面，划分形成从左侧依次算起的第2、第4、第1及第3四个环状连通路(8a、8b、8c、8d)。另外如图3所示，在上述接合端面(7a)上设置有个数为凸轮面(3a)的凸部(31)或凹部(32)的倍数(在该例中为12个)的分配口(71…，72…，73…，74…)，这些分配口与上述液压缸体(2)的右侧端面(2a)上配设的被分配口(21，21，…)连通，并且在与这些被分配口(21，21，…)相同的圆周上具有等间隔的开口。
上述分配口(71…，72…，73…，74…)以分组的形式分为由第1组分配口、第2组分配口、第3组分配口及第4组分配口构成的四组分配口，第1组分配口由沿圆周方向配设3个的第1分配口(71，71，…)构成，第2组分配口由数个相对于上述第1组分配口的各口处于液压缸体正转方向(图中的反时针方向)邻接位置的第2分配口(72，72，…)构成，第3组分配口由数个相对于上述第2组分配口的各口处于同样邻接位置的第3分配口(73，73，…)构成，第4组分配口由数个相对于上述第3组分配口的各口处于同样邻接位置的第4分配口(74，74，…)构成。并且上述每一第1分配口(71)的上述液压缸体(2)相反一侧的端部(右侧端部)沿着输出轴(10)长度方向延伸到第1环状连通路(8c)的位置，并与该第1环状连通路(8c)单独连通，同样地上述各第2分配口(72)与第2环状连通路(8a)单独连通，上述各第3分配口(73)与第3环状连通路(8d)单独连通，上述各第4分配口(74)与第4环状连通路(8b)单独连通。
上述四个环状连通路(8a、8b、…)中的第1环状连通路(8c)通过供给通路(81)与主泵(15)连接，并且当凸轮马达装置A正转工作时接受从主泵(15)排出的工作油。另一方面，第2环状连通路(8a)通过排出通路(82)与上述主泵(15)连接，并且当凸轮马达装置A正转工作时使从液压缸体(2)一侧排出的工作油返回上述主泵(15)。上述主泵(15)、供给通路(81)、排出通路(82)等构成闭合回路，以及为了补充来自于该闭合回路的工作油的泄漏，利用把补充油补入低压侧通路的辅助供给泵(16)构成工作油供给系统(150)。另外，上述主泵(15)可以在工作油吸入方向与排出方向反转，由此，可使工作油供给系统(150)的供给侧与排出侧颠倒，把工作油供给排出通路(82)，使输出轴(10)反转，实现凸轮马达装置A的逆转工作。
上述给排操作阀(9)由在端盖(4)内部形成的具有圆形横截面的阀室(91)和可沿长度方向(左右方向)滑动地容纳在该阀室(91)内的圆柱状阀体(92)构成。上述阀室(91)如图4及图5详细示出的那样，具有从该图左侧(以下简称左侧)顺次配设的第1、第2、第3及第4扩径部的四个扩径部(91a、91b、91c、91d)，这四个扩径部(91a、91b、91c、91d)分别通过上述端盖(4)内所形成的四个连通路(83a、83b、83c、83d)与四个环状连通路(8a、8b、8c、8d)单独连通。
此外，在上述阀室(91)的该图的右侧(以下简称右侧)端部形成液压缸部(91e)，当换向阀(161)(参照图1)位于右侧位置时，通过补充油供给通路(93)接收来自辅助供给泵(16)供给的压力油，使阀体(92)动作。此外，该阀体(92)具有从左侧顺次形成的第1、第2及第3的三个大径部(921、922、923)和在这些大径部(921、922、923)之间分别形成的小径部(924、925)，而且还具有在右侧端面开口的经过本体内部沿长度方向(左右方向)延伸到第2大径部(922)位置的补充压力供给通路(926)。该补充压力供给通路(926)在第2大径部(922)及第3大径部(923)的外周面上分别开设有沿圆周方向等间隔的四个孔(926a)。
如图4所示，上述阀体(92)由弹簧(94)及(95)施力被压向右侧，使其处于低速位置，在该低速位置，上述第3扩径部(91c)与第4扩径部(91d)相互连通，同时上述第1扩径部(91a)与第2扩径部(91b)相互连通。这样，上述阀体(92)处于上述低速位置时，上述第1环状连通路(8c)及第3环状连通路(8d)同时与供给通路(81)连通，而且上述第2环状连通路(8a)及第4环状连通路(8b)同时与排出通路(82)连通。
另一方面，当把补充压力供给液压缸部(91e)时，如图5所示，阀体(92)利用补充压力克服上述弹簧(94)及(95)的弹力，而向左侧移动，使其位置变换到高速位置。于是，上述第2扩径部(91b)与第4扩径部(91d)通过补充压力供给通路(926)相互连通，而且补充压力从液压缸部(91e)经过补充压力供给通路(926)传递给上述第2扩径部(91b)与第4扩径部(91d)，另外，上述第1扩径部(91a)与第3扩径部(91c)分别处于由其他任一扩径部隔断的状态。也就是说，上述第1环状连通路(8c)与供给通路(81)连通，而且上述第2环状连通路(8a)与排出通路(82)连通，同时上述第3环状连通路(8d)与第4环状连通路(8b)相互连通并成为供给补充压力的状态。
因此，在上述给排操作阀(9)的阀体(92)处于低速位置(参照图4)的场合，来自供给通路(81)的工作油通过第3扩径部(91c)、第4扩径部(91d)、第1环状连通路(8c)及第3环状连通路(8d)供给第1及第3的6个分配口(71、73)中的每一个，这些分配口(71、73)中的每一分配口处于高压侧；另外，第2及第4的6个分配口(72、74)中的各分配口通过第2环状连通路(8a)、第4环状连通路(8b)、第1扩径部(91a)及第2扩径部(91b)与排出通路(82)连通并处于低压侧。也就是说，整个12个分配口(71…，72…，73…，74…)中的一半(即6个)处于高压侧，另一半(6个)处于低压侧。
相反，在上述给排操作阀(9)的阀体(92)处于高速位置(参照图5)的场合，来自供给通路的工作油通过第3扩径部(91c)及第1环状连通路(8c)供给3个第1分配口(71)中的每一个，使第1分配口处于高压侧；另外，3个第2分配口(72)中的每一个，通过第2环状连通路(8a)及第1扩径部(91a)与排出通路连通并处于低压侧，同时，6个第3及第4分配口(73、74)中的每一分配口通过第3环状连通路(8d)、第4环状连通路(8b)、第2扩径部(91b)及第4扩径部(91d)相互连通，并且保持补充压力。也就是说，整个12个分配口(71…，72…，73…，74…)中的3个处于高压侧，3个处于低压侧，同时其余6个供给补充压力。
图1中的17表示限制输出轴(10)转动的被动制动机构。该被动制动机构(17)具有固定地设置在上述输出轴(10)外周面上数个压力环和安装在这些压力环之间的并固定地设置在上述壳体本体(1)内周侧的压力盘。在不接受由辅助供给泵(16)供给的压力油期间，上述压力环与压力盘通过碟形弹簧(18)的推压弹力相互挤压地接合在一起，通过它们之间的滑动摩擦力限制输出轴(10)，使输出轴(10)处于相对于壳体本体1不转动状态。另一方面，通过辅助供给泵(16)供给的压力油，使上述压力环与压力盘处于相互分离状态，解除输出轴(10)的限制，使其成为自由旋转状态。
下文叙述上述实施例的凸轮马达装置A的动作、作用及效果。
首先，在辅助供给泵(16)的运转状态下，把压力油供给被动制动机构(17)，解除由该被动制动机构(17)对输出轴(10)的约束状态。接着，在主泵(15)运转，把工作油供给到供给通路(81)中。
在这种情况下，在上述凸轮马达装置A以低速模式运转工作的场合，把换向阀(161)切换到左侧位置，并切断辅助供给泵(16)对给排操作阀9的压力油的供给。由此，使上述给排操作阀(9)的阀体(92)位于低速位置(参照图4)，把第1及第3共6个分配口(71、73)中的每个分配口切换到工作油供给侧，而把第2及第4共6个分配口(72、74)中的每个分配口切换到工作油排出侧。于是，把工作油供给到8个液压缸(5)中的一半即处于上升冲程的4个液压缸(5)(4个如图2中的第3、第4、第7及第8号液压缸)中，使分别容纳在这些液压缸(5)中的活塞(6)产生驱动力，该驱动力使液压缸体(2)与输出轴(10)一体转动。随着这种转动，液压缸体(2)与分配阀(7)的位置关系发生变化，接着，把工作油供给到处于上升冲程的4个液压缸(5)(4个如图2中的第2、第3、第6及第7号液压缸)中，由此使上述液压缸体(2)继续转动，反复进行这种操作，就会使上述液压缸体(2)与输出轴(10)连续地转动。另一方面，工作油通过活塞(6)分别从4个处于下降冲程的液压缸(5)中排出，并通过排出通路(82)返回到主泵(15)的吸入侧。这样，在上述低速模式下，凸轮马达装置A以最大的马达容量、较低的速度及较高的输出扭矩的状态旋转工作。
此外，在上述凸轮马达装置A以高速模式运转工作的场合，把换向阀(161)切换到右侧位置，使来自辅助供给泵(16)的压力油供给给排操作阀(9)。由此，使上述给排操作阀(9)的阀体(92)位于高速位置(参照图5)，把3个第1分配口(71)中的每个分配口切换到工作油供给侧，而把3个第2分配口(72)中的每个分配口切换到工作油排出侧，同时，第3及第4共6个分配口(73、74)中的各分配口相互连接，并接收辅助压力的供给。于是，把工作油供给8个液压缸(5，5，…)中的四分之一个液压缸即处于上升冲程的4个液压缸(5)中的半数(2个)液压缸(5)(2个如图2中的第4及第7号液压缸)中，使分别容纳在这些液压缸(5)中的活塞(6)产生驱动力；另一方面，工作油分别从4个处于下降冲程的液压缸(5)中的半数(2个)液压缸(5)(2个如图2中的第1及第6号液压缸)中排出，在其余4个液压缸(5)(4个如图2中的第2、第3、第5及第6号液压缸)中，活塞(6)只沿凸轮面(3a)在各液压缸(5)内往复运动，但不产生驱动力。这样，在上述高速模式下，凸轮马达装置A以马达容量为上述低速模式下的一半、比较高的速度及较低的输出扭矩的状态旋转工作。
在这种情况的上述高速模式下，把补充压力供给到供给侧与排出侧的任一不连接的上述各液压缸(5)中，以保持活塞(6)相对于凸轮面(3a)的滑动接触状态，由此可防止各活塞(6)与凸轮面(3a)的冲击。结果，提高了静肃性和耐久性。此外，由于不需要设置把各活塞(6)推压到凸轮面(3a)侧的弹簧，因此，与以往技术相比，减少了凸轮马达装置A的零部件数目，使装置整体轻量化、组装容易。
进一步，关于上述凸轮马达装置A，在高速模式下，第3分配口(73，73，…)及第4分配口(74，74，…)连接在一起，用于把补充压力供给该第3分配口及第4分配口(73，…，74，…)的压力供给通路(926)在换向阀(9)的阀体(92)内形成，因此能以紧凑的方式构成用于供给补充压力的油压回路，从而可使装置整体结构紧凑化。
下文叙述上述凸轮马达装置A逆转的情况，将主泵(15)的吸入方向与排出方向颠倒，并把工作油供给系统(150)的供给侧与排出侧相互颠倒，把工作油供给上述排出通路(82)。于是，在低速模式下逆转工作的场合，给排操作阀(9)与上述低速模式下的正转工作场合相同并位于低速位置，把第2及第4共6个分配口(72、74)中的每个分配口切换到工作油供给侧，而把第1及第3共6个分配口(71、73)中的每个分配口切换到工作油排出侧，由此，分别把工作油供给到8个液压缸(5)中的处于上升冲程的4个液压缸(5)中；另外工作油分别从4个处于下降冲程的液压缸(5)中排出，凸轮马达装置A以低速、高输出扭矩状态旋转工作。
另外，在上述凸轮马达装置A以高速模式逆转工作的场合，给排操作阀(9)与上述高速模式下的正转工作场合相同而切换到高速位置，并把3个第2分配口(72)中的每个分配口切换到工作油供给侧，而把3个第1分配口(71)中的每个分配口切换到工作油排出侧，同时使第3及第4共6个分配口(73、74)中的各分配口相互连接，并把辅助压力供给到各分配口(73、74)中。借此，把工作油供给处于上升冲程的4个液压缸(5，5，…)中的半数(2个)液压缸(5)中；另外，工作油分别从4个处于下降冲程的液压缸(5，5，…)中的半数(2个)液压缸(5)中排出，凸轮马达装置A以较高速度及较低输出扭矩的状态旋转工作。
把这种逆转情况与图6所示的以往的凸轮马达装置相比较，在图6所示的该凸轮马达装置中，把数个活塞和液压缸分成三组，工作油通过3个连通路(108a、108b、108c)分配并供给各组活塞及液压缸，具体说，把12个分配口以分组的形式分成6个第1分配口(图中省略)、3个第2分配口(图中省略)及3个第3分配口(110)(图中只示出了一个)的三组分配口，在该图左侧(以下简称左侧)的第1连通路(108a)与上述第1分配口连接，中间的第2连通路(108b)与该图右侧(以下简称右侧)的第3连通路(108c)分别与上述第2分配口及第3分配口连接，另外，上述第1连通路(108a)与工作油排出通路连通，而上述第3连通路(108c)与工作油供给通路连通。
于是，上述以往例的凸轮马达装置以高速模式正转工作时，通过第3连通路(108c)分别把工作油供给3个第3分配口(110)，使3个第3分配口(110)处于高压侧，通过借助于给排操作阀(109)的切换而相互连通的第1连通路(108a)及第2连通路(108b)，使6个第1分配口与3个第2分配口各处于低压侧。
另外，上述以往例的凸轮马达装置以高速模式逆转工作时，与上述正转工作的情况相反，上述第1连通路(108a)及第2连通路(108b)接收从排出通路供给的高压工作油，由此，使上述6个第1分配口与3个第2分配口各处于高压侧；而上述第3连通路(108c)与供给通路连接，由此，使每一上述3个第3分配口(110)处于低压侧。即，除了产生逆转驱动的驱动力的液压缸之外，也把高压工作油供给不产生驱动力的液压缸，结果，使旋转阻力显著增大，也带来了发热大的负面影响。
相比之下，在本实施例的凸轮马达装置A中，在以高速模式逆转工作的场合，高压工作油从排出通路(82)供给第2环状连通路(8a)(参照图5)；而第1环状连通路(8c)与供给通路(81)连接，把工作油排出，同时，与以高速模式正转工作的情况相同，把与工作油供给系统(150)的排出侧压力大致相同的补充压力供给第3及第4两个环状连通路(8d、8b)，借助于该补充压力，在不产生旋转阻力的条件下能够保持活塞(6)与凸轮面(3a)的滑动接触状态，因此，与图6所示的以往例子相比较，可以大幅度地缩小随活塞(6)动作的旋转阻力，消除热的不良影响，提高逆转工作的高速模式下的静肃性及耐久性。
此外，本发明并不限于上述实施例，还包括其他各种实施例。就是说，在上述实施例中，凸轮马达装置A的结构采用了把凸轮环(3)固定到壳体(13)上、输出轴(10)与相对于凸轮环(3)作相对转动的液压缸体(2)连接的形式，但是并不限于这种形式，例如，也可以采用把液压缸体固定在装置本体侧、使包括凸轮环的环状壳体相对于液压缸体转动的结构。
而且，在上述实施例中，在凸轮环(3)的凸轮面(3a)上分别形成6个凸部(31)和凹部(32)，与之对应，在液压缸体(2)上配设8个活塞(6，6，…)，但并不限于这种结构，例如也可以分别设置除6个之外的凸轮环凸部与凹部，与之对应，也可以配设除8个之外的活塞。
实用性本发明在可以切换到高低两级的旋转速度的凸轮马达装置中，能降低高速模式下的噪音，提高耐久性，同时，减少零部件数目，降低重量，达到低成本化，有助于凸轮马达装置的普及，使产业上利用的可能性提高。
权利要求
1．一种凸轮马达装置，包括圆柱状的液压缸体(2)；在内周侧形成凸轮面(3a)并以围住上述液压缸体(2)的外周面状态配设的凸轮环(3)；以中心轴线(X)为中心相对于上述液压缸体(2)分别沿半径方向延伸、开口于液压缸体(2)的外周面并成放射状配设的多个液压缸(5，5，…)；容纳在上述各液压缸(5)中的可相对于上述凸轮面(3a)进退的活塞(6)；以及分配阀(7)，该分配阀(7)相对于上述液压缸体(2)的一个端面(2a)以可相对转动地接合的形式配设着，并把从工作油供给系统(150)供给的工作油分配并供给到上述多个液压缸(5，5，…)中的与处于向凸轮面(3a)上升的上升冲程的各活塞(6)对应的各液压缸(5)中，上述处于上升冲程的各活塞(6)挤压凸轮面(3a)，由此，使处于非旋转状态的固定的上述液压缸体(2)或上述凸轮环(3)中的一方相对于另一方转动，其特征是，它还包括通过分配阀(7)把工作油供给分成四组的多个液压缸(5，5，…)的4个连通路(8a、8b、8c、8d)；使上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)有选择地与工作油供给系统(150)的工作油供给侧或排出侧连接，并把上述液压缸体(2)或上述凸轮环(3)的旋转工作状态切换到低速或高速下的换向阀(9)；在上述液压缸体(2)上设有数个被分配口(21，21，…)，这些被分配口(21，21，…)与各液压缸(5)连通，并在上述一个端面(2a)上，在以中心轴线(X)为中心的圆周上具有等间隔的开口，在上述分配阀(7)上，在与上述液压缸体(2)接合的端面(7a)上配设有个数为4的倍数的分配口(71…，72…，73…，74…)，这些分配口(71…，72…，73…，74…)在与上述被分配口(21，21，…)相同的圆周上具有等间隔的开口，这些分配口(71…，72…，73…，74…)以分组形式分成个数彼此相同的4组分配口，各分配口的另一端与上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)及上述各组分配口中的每一个单独连通，上述换向阀(9)设置低速位置，在该低速位置，把从上述4个连通路(8a、8b、8c、8d)中选出的2个连通路(8c、8d或8a、8b)连接到上述工作油供给系统(150)的供给侧，并把其他2个连通路(8a、8b或8c、8d)连接到上述工作油供给系统(150)的排出侧；高速位置，在该高速位置，把上述选出的2个连通路中的1个(8c或8a)连接到上述供给侧，把上述其他2个连通路中的1个(8a或8c)连接到上述排出侧，同时，把剩余的2个连通路(8d及8b)连接到辅助供给泵(16)的排出侧，该辅助供给泵(16)用于把补充油供给上述工作油供给系统(150)的排出侧。
2．根据权利要求1所述的凸轮马达装置，其特征是，凸轮环(3)以非旋转状态固定在凸轮马达装置的本体侧(13)上；液压缸体(2)可自由转动地支撑在上述本体侧(13)上。
3．根据权利要求1所述的凸轮马达装置，其特征是，换向阀(9)通过从辅助供给泵(16)供给的压力油在低速位置与高速位置之间切换。
4．根据权利要求1或3所述的凸轮马达装置，其特征是，换向阀(9)包括做成圆柱状的阀体(92)及在该阀体(92)内形成的一端侧与辅助供给泵(16)连接的补充压力供给通路(926)，上述补充压力供给通路(926)的另一端侧在上述换向阀(9)处于高速位置时，面对着与工作油供给系统(150)的供给侧或排出侧中的任一个不连接的2个连通路(8d及8b)形成开口。
5．根据权利要求1所述的凸轮马达装置，其特征是，工作油供给系统(150)具有把工作油供给侧与排出侧颠倒的结构。
全文摘要
凸轮马达装置A,在与输出轴(10)一体转动的液压缸体(2)内,安装有在垂直于旋转轴线(X)的方向上呈放射状配置的数个液压缸(5),容纳在各液压缸中的活塞(6)借助由分配阀(7)分配并供给工作油而往复运动,由此使输出轴旋转。在这种凸轮马达装置A中设有通过分配阀使各液压缸有选择地与工作油供给通路(81)及排出通路82切换连接的换向阀(9)。换向阀处于低速位置时,对所有液压缸进行工作油的供给或排出,而当换向阀切换到高速位置时,对半数的液压缸进行工作油的供给或排出,其余半数液压缸由辅助供给泵(16)供给压力油。
文档编号F03C1/247GK1205052SQ9719127
公开日1999年1月13日 申请日期1997年10月30日 优先权日1996年11月1日
发明者酒井利幸, 小竹洋一郎, 成濑俊博, 须原正明 申请人:大金工业株式会社