JPH0333922B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は流体で他の装置を駆動する流体駆動装
置に関して、その駆動速度を変化させることがで
きるものに関する。

（従来の技術） ドイツ特許第2739968号明細書に有用な流体駆
動装置が記載されている。この流体駆動装置は、
吐出量を変化させることができる可変容量流体機
械と、この流体機械の吐出容量を変化させる調節
装置と、第１ポート及び第２ポートを有し、モー
タ又はポンプとして動作する流体機械であつて前
記可変容量流体機械の速度に比例した信号を前記
調節装置に伝達する信号発生装置と、前記信号発
生装置の第１ポート及び第２ポートに接続されて
信号発生装置へ流体を供給又は除去する計量装置
とからなる。そして前記調節装置はピストンの位
置で可変容量流体機械の動作速さを変えるように
されたシリンダを有していて、このピストンの前
後の第１空間及び第２空間が前記信号発生装置の
第１ポート及び第２ポートにそれぞれ接続されて
おり、その信号発生装置へ流体を供給又は除去す
る量を調節することによつて前記可変容量の流体
機械の速さを決めている。

この流体駆動装置は相当なエネルギーの節約が
可能である。なぜなら動力源に接続された上記流
体機械は負荷が要求するエネルギーに必要な量だ
けを動力源から引き出すにすぎず、流体機械のポ
ンプモードで発生したエネルギーは流体供給装置
へ戻されるかアキユムレータに蓄えられるからで
ある。この種の装置は自動車や巻上げ機に多く使
用されている。事実この従来の装置の駆動システ
ムは、軸を回転させるか、その軸で回転させられ
るかする可変容量流体機械から出力を取り出す、
すなわち軸にトルクを発生するようになつている
ので、回転駆動する装置に用いるのには適当であ
るが、直線的に移動するものに使用することはで
きない。しかし、シリンダを用いして直線運動を
する装置が多くあるのは周知の通りである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記従来の装置を流体シリンダーを駆
動するのに利用することができるようにするとと
もに、その流体シリンダーで発生したエネルギー
を蓄積することができ、直線運動するものにも上
記駆動装置の利点を利用できるようにすることを
目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記した従来装置の可変容量流体機械
に固定容量流体機械を機械的に接続し、その固定
容量流体機械に流体的に作動シリンダを接続した
ことを特徴とするものである。

（作用） したがつて、上記固定容量流体機械が回転しな
い限り、機械的なブレーキを用いずとも動作シリ
ンダのピストンは動くことがない。すなわち、負
荷は固定位置に維持される。負荷を持ち上げると
きには固定容量流体機械はポンプとして働き、逆
に負荷を下げるときにはモータとして働く。固定
容量流体機械がモータとして働くときはこれに連
結された可変容量流体機械はポンプとして働き、
エネルギーを供給源又はアキユムレータに貯蔵す
る。

（実施例） 第１図は圧力導管２３から流体圧力が供給され
る流体駆動装置の１実施例である。逆止弁１８が
この圧力導管２３に接続され、図示しない圧力源
から供給を受け、逆に圧力源方向へ流体が戻らず
に、アキユムレータ１９へ蓄積されるように構成
している。圧力導管２３は流体機械２０へ制御流
体を供給する。この流体機械２０の吐出量はシリ
ンダ２１で制御される。流体機械２０は信号発生
器２２に機械的に接続されている。この信号発生
２２は２つのポート３０，３１を持つた流体機械
であり、これらのポートが制御導管３２，３３に
図示のように接続されている。前記シリンダ２１
はピストンロツド２１ａを上しており、その先端
にピストン２１ｂがシリンダの内部を空間３７，
３８と仕切るように設けられている。前記制御導
管３２，３３は供給導管３５，３６へそれぞれ接
続され、供給導管３５は空間３７へ、供給導管３
６は空間３８へそれぞれ接続されている。この供
給導管３５と３６とは、３位置ａ、ｂ、ｃをとる
４ポート方向制御弁２５のポートＡ、Ｂに接続さ
れる。この制御弁２５のポートＰは制御圧力源Ｐ
０に接続され、ポートＴは導管２９を介してタン
クＴ１に接続されている。この導管２９にはタン
クＴ１へ戻る制御流体を制御する調整可能な軽量
装置となる流れ調整弁２６が接続されている。

流体機械４０はさらに一定の吐出量の流体機械
４４に機械的に接続されている。この流体機械４
０はシリンダ４３の円筒空間４２に流体的に接続
されている。シリンダ４３のピストンロツド４４
は負荷に接続されるもので、図示の状態で使用す
ると仮定すると、円筒空間４２に制御流体を注入
することで負荷を持ち上げ、作動流体をここから
吐き出すことで負荷を下げることを意味する。こ
のようにして負荷を直線的に往復移動させること
ができる。

４ポート方向制御弁２５が図示されるように中
間の位置ｃにあたると仮定すると、シリンダ２１
の空間３７は供給導管３５を介して制御動力源Ｐ
０に接続される。しかし、シリンダ２１の空間３
８への供給導管３６は制御弁のその位置で閉じら
れているので、ピストン２１ｂは動くことができ
ず、停止位置をとる。

予じめ決められた圧力をもつ流体が流体源から
導管２３を介して流体機械２０に供給されてお
り、この圧力とシリンダ２１のピストンロツド２
１ａの位置に対応したトリクを流体機械２０が発
生する。この流体機械２０に機械的に接続された
流体機械４０が動作する。その回転方向によつて
制御流体はシリンダ４３の空間４２へ入れられる
か空間から吐き出される。これに応じてピストン
ロツド４４が上又は下へ移動する。流体機械２０
には継手部材４６を介して流体機械２２が接続さ
れているので、これも同様に回転する。この信号
発生器２２のポート３０は導管３３，３６を介し
て空間３８に接続されているので、制御流体は信
号発生器の速度にしたがつて空間３８内へ供給さ
れるか、この空間内から抜かれる。それに応じて
ピストンロツド２１ａの変位が生じる。このピス
トンロツド２１ａの移動は流体機械２０がその軸
に加えられるトラクと等しく、かつ方向が逆とな
るような位置への移動である。したがつて機械２
０の速度が急速に零になり信号発生器は空間３８
への制御流体の供給又は除去をすることができな
くなる。したがつて、この駆動装置は平衡する。
制御圧力は空気３８の中でシリンダのピストン２
１ｂを平衡位置に保ち、機械４０を零速度すなわ
ちピストン４５を停止位置に保つ。要するに弁２
５を位置ｃにおけば平衡状態を保つてブレーキな
どの制動装置を使用せずとも停止させておくこと
ができる。

弁２５を平衡装置ｃから位置ａに移動させる
と、制御流体はタンクＴ１へ導管２９の調節手段
２６で決められた量だけ移動する。したがつて空
間３８の圧力はタンクへ解放される。これは空間
３７へ圧力源Ｐ０から制御流体が供給されている
ので、ピストン２１ｂが空間３８の方へ移動する
ということを意味する。したがつて、機械２０及
び２２に回転が生じる。したがつてせ制御流体は
導管３２，３３を通して弁２５から調整弁２６を
介してタンクＴ１へと流れる。すなわち、調整弁
２６を通る流体は信号発生器２２とシリンダ２１
とを経たものとが加算される。

調整弁２６の上流側には調整弁２６の断面積と
ここを流れる流体の量に応じた圧力が発生する。
調整弁２６の調節によつて供給導管３６を流れる
制御流体の流量の増加に応じて圧力が増加し、そ
の圧力が空間３８に加えられる。この流量は信号
発生器２２の速度によつて決まるので、制御流体
の圧力は信号発生器２２及び機械２０の速さに直
接的に対応する。この空間３８の制御圧力が圧力
の平衡によつてピストン２１ｂを停止するまで上
昇すると、機械２０の速度はそれ以上速くなるこ
とはできない。要するに調整弁２６を通して戻さ
れる制御流体の量が機械２０の速度を決定し、そ
れはシリンダ４３に接続された機械４０の速度を
決定する。

機械２０の吐出量は、調整弁２６で調節された
速度になるような値に、軸に加えられるトルクに
応じて調整される。負荷が変化すると速度及び軸
に加えられるトルクが変化し、シリンダの空間３
８の制御圧力も変化する。そして機械２０が調整
弁２６で決められる速度に調節される位置にピス
トン２１ｂが移動する。

弁２５を位置ｂに移動させると空間３８が圧力
源Ｐ０に接続されて機械２０が前とは逆方向に回
転されて、同様の動作を行なう。この位置ｂでは
シリンダのピストン４５は下がり、空間から流体
が導管４１を通して機械４０へ送り込まれ、これ
をモータとして動作させて、その軸に連結した機
械２０を前とは逆にポンプとして動作させる。こ
の機械２０のポンプとしての動作で吐出された流
体はアキユムレータ１９に蓄積させたり、他の負
荷を動作させることができる。弁２５のこの位置
でもピストン４５の速度は調整弁２６によつて決
められる。

第２図は複動型シリンダ５０用の駆動装置を示
すもので、固定容量流体機械４０は導管５１，５
２を介してそれぞれシリンダ５０の空間５３，５
４に連結されている。図示されたその他の構成は
第１図に示され、説明された装置と同じである。
固定容量流体機械４０がポンプとして作動すると
き、空間５３から吐出される液体は導管５２を介
して空間５４内へ供給されてピストン５５が上昇
する。逆に機械４０がモータとして動作するとき
は流体機械２０はアキユムレータ１９へ流体を蓄
積しながら機械４０によつて駆動される。

第３図は固定容量流体機械１４０と可変容量流
体機械１２０とからなる流体装置の軸方向断面で
ある。この双方の装置自体はすでに公知のもので
ある。

機械１４０はその中に多数のピストン１４３が
軸１４２に関して平行に収容されたケーシング１
４１を有するアキシヤルプランジヤ形機械であ
る。これらのピストン１４３は軸１４２に固く配
設された円筒ドラム１４４内を走つている。ピス
トン端部は滑りシユー１４５内に支持される球形
ピポツトを形成するように作られている。滑りシ
ユーは、ケーシング１４１の一部であつて、一定
の傾斜を有する傾斜面１４６と接触して保持され
る。

駆動軸１４２の回転中、回転はドラム１４４、
ピストン１４３及び滑りシユー１４５に与えられ
る。軸を回転する滑りシユーを介して傾斜面１４
６上にピストンが保持されるので、結果的にピス
トン１４３がドラム１４４内でストロークが発生
する。

ケーシングに固く配設された制御板１４９にお
ける一対の腎臓型スロツトを介して液体の供給及
び除去が行なわれ、ピストンの底部１４８には上
記スロツトに対応する形状の開口を有する。

このアキシヤルプランジヤ形の作動様式は公知
である。軸１４２が回転されると、ドラムに対し
て外方にあつて移動するピストンは制御ポートを
通じてタンクに接続され、したがつて液体を吸引
する。その他のピストンはその他の制御スロツト
を通じて圧力ポートに接続され、ドラムに関して
後退することによつて液体を圧力ポートへ排出す
る。この機械は通常ポンプとして動作する。モー
タとして動作する場合には、圧力流体がこの機械
に加えられ、これがピストンを動作させ、ドラム
及びシヤフト１４２を回転駆動させる。

軸１４２は、可変容量形アキシヤルプランジヤ
形機械１２０の軸１２２に結合され、この機械の
ケーシング１２１は前記ケーシング１４１のフラ
ンジを介して接続される。またこの可変容量流体
機械１２０はピストン１２３、ドラム１２４、滑
りシユー１２５、スワツシユプレート１２６、開
口を有する底部分１２８及び制御プレート１２９
とを有し、その制御プレートは流体の供給ポート
及び解放ポートに接続される腎臓型スロツトを有
する。流体調整装置１５０はスワツシユプレート
１２６を作動し、排出容量が零である中立位置か
ら方向へのある角度に傾斜するまでそのプレート
を調整するもので、ピストン１２３のストローク
を調整する。このストロークは排出される容量の
大きさを決定する。ピストンストロークは傾斜の
角度を増大するにしたがつて増加する。

第３図の実施例によれば、両方の軸１２２と１
４２はケーシングから延びる自由端を持つことが
できる。例えば信号発生器２２はその軸の一旦に
連結され、地方の端部には補助ポンプが接続され
てもよい。この機械１２０は最大傾斜角度18°を
有する。この装置の利点は簡単な設計と価格節約
生産と同様に空間節約構造の点にあることが理解
されるべきである。特にこの装置は過度な容積を
持つ吐出を有しないより小型の標準寸法に対して
適切である。

第４図は他の実施例で固定容量型アキシヤルプ
ランジヤ形機械２４０と可変容量型の傾斜型のア
キシヤルプランジヤ形機械とを組合せた例であ
る。機械２４０のケーシング２４１は、球形ピポ
ツトを有するピストンロツド２４５を備えたピス
トン２４３を有するドラム２４４、さらにストロ
ーク円板２４６及び制御板２４９を収容する。ス
トローク円板２４６はピストンロツド２４５の球
状端部を受ける。シリンダ２４４はピン２４８上
に中心的に支持される。

可変容量の機械２２０はケーシング２２１、ド
ラム２２４及びそのピストンロツド２２５がスト
ローク円板２４６の凹所に受け入れられているピ
ストン２２３を有する。ドラム２２４は制御板２
２９と共に動作する。第４図はドラム２２４及び
ピストンが中立位置にある枢軸的ケーシング２２
１を示し、この位置からそのケーシング２２１は
図示されていない調節装置によつて、上向き及び
下向きに枢動されることができる。ピストン２２
３の回動角度に対応してシリンダ内における対応
したストロークが実行される。このストローク及
び結果的な液体の吐出容量はその回動角の増加に
したがつて増大する。

ストローク円板２４６はケーシング２４１内に
は軸受２５０によつて回転可能にかつ軸方向に支
持される。この装置は、ケーシングを通して外側
に延びる軸を何ら有しないが、両方の機械のピス
トンと共に働く単一のストローク円板２４６が備
えられている。第３図の装置と比較すれば、第４
図に示された標準型は大きな空間を必要とするも
のの、この装置は実質的に大きな回動角を許容
し、その結果実質的に速度に関する増大された作
動範囲をもたらす。さらにこれらの機械はより大
きな容量のもののために準備される。小型の流体
機械である信号発生器２２２はケーシングの双方
の機械の連結箇所の外側に配設され、一対の歯車
２５１及び２５２を介してストローク円板２４６
で回転駆動される。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、従来回転駆動す
る装置に用いられていたエネルギー節約型のシス
テム利点を全て有する構成をそのまま直線移動す
る負荷に利用することができる。すなわち、信号
発生装置とともに動作する計量装置によつてシリ
ンダの速度を制御することができ、かつ、シリン
ダが動作源として働き固定容量流体機械をポンプ
モードで動作するときは、可変容量流体機械を介
してそのエネルギーを保存し、必要時にはそのエ
ネルギーをシリンダーに加えることができる。そ
のうえ、本流体駆動装置はストローク零の位置か
ら流体が異なる２つの方向へ流れ、ポンプモード
並びにモータモードで動作する可変容量流体機械
を用いているので、固定容量流体機械及び信号発
生装置を機械的な入出力装置なしで完全に連結す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に関するものであり、第１
図は単動型作動シリンダのための駆動装置の回路
図、第２図は複動型作動シリンダのための駆動装
置の回路図、第３図は駆動装置の１例の断面図、
第４図は他の例の駆動装置の断面図である。 １８：逆止弁、１９：アキユムレータ、２０：
可変容量流体機械、２１：シリンダ、２２：信号
発生器、２５：４方口方向制御弁、２６：調整
弁、Ｐ０：制御圧力源、Ｔ１：タンク、４０：固
定容量流体機械、３７，３８，４２：空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吐出容量を変えることができる可変容量流体
   機械と、この流体機械の容量を変化させる調節装
   置と、第１ポート及び第２ポートを有する流体機
   械であつて前記可変容量流体機械の速度に比例し
   た信号を前記調節装置に伝達する信号発生装置
   と、前記信号発生装置の第１ポート及び第２ポー
   トに接続されて信号発生装置へ流体を供給又は除
   去する計量装置とを有し、前記調節装置はシリン
   ダを含み、前記信号発生装置の第１ポートがシリ
   ンダの第１空間に接続され、信号発生装置の第２
   ポートがシリンダの第２空間に接続され、前記計
   量装置が信号発生装置へ流体を供給又は除去する
   量を調節する調整弁を有し、その調整弁で流量を
   調節することで前記可変容量流体機械の動作速さ
   を決めるようになつている流体駆動装置におい
   て、 前記可変容量流体機械に機械的に連結され、か
   つ、作動シリンダに流体的に接続される固定容量
   流体機械と、前記可変容量流体機械が前記固定容
   量流体機械によつてポンプモード動作させられる
   ときにその可変容量流体機械で発生するエネルギ
   ーを貯蔵する貯蔵手段とを設けたことを特徴とす
   る流体駆動装置。 ２ 前記固定容量流体機械が、単動シリンダと接
   続され、そのシリンダの作動空間移設属される第
   １ポートとタンクに接続される第２ポートとを有
   する特許請求の範囲第１項記載の流体駆動装置。 ３ 前記固定容量流体機械が、不駆動シリンダに
   連結され、その一方の作動空間に接続される第１
   ポートと他方の作動空間に接続される第２ポート
   とを有する特許請求の範囲第１項記載の流体駆動
   装置。 ４ 前記双方の流体機械が機械的に連結された共
   通の軸を有する一対のアキシヤルプランジヤ形機
   械であり、第１のアキシヤルプランジヤ形機械が
   中立位置から前後双方向に調整できるスワツシユ
   プレートを有し、第２アキシヤルプランジヤ形機
   械が固定スワツシユプレートを有し、そのいずれ
   か一方の機械が前記信号発生装置を取り付けるた
   めケーシングから軸が突出している特許請求の範
   囲第１項記載の流体駆動装置。 ５ 前記双方の流体機械がケーシングに回転自在
   に取り付けられた共通ストローク円板を有する一
   対のアキシヤルプランジヤ形機械であり、前記ス
   トローク円板は双方の機械のピストンとともに動
   作し、可変容量流体機械のピストンが中立位置か
   ら双方の方向に移動できるようにシリンダに入れ
   られている特許請求の範囲第１項記載の流体駆動
   装置。 ６ 前記信号発生装置がアキシヤルプランジヤ形
   機械のケーシングに取り付けられ、双方のピスト
   ンに共通な前記ストローク円板で駆動される特許
   請求の範囲第５項記載の流体駆動装置。 ７ 前記信号発生装置が、歯車を介して前記スト
   ローク円板で駆動される特許請求の範囲第１項記
   載の流体駆動装置。