JP2787919B2

JP2787919B2 - 油圧モータ

Info

Publication number: JP2787919B2
Application number: JP62173468A
Authority: JP
Inventors: 敏浩大島; 康男高原; 厚司増井; 康鈴木; 文浩竹内
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-07-10
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPS6419179A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は油圧を動力源として回転する油圧モータに関
するもので、例えば車両用熱交換器の冷却ファンの回転
駆動に用いて好適なものである。〔従来の技術〕従来、車両用冷却システムとして、冷却ファンを油圧
モータにより駆動する考案が知られている。例えば、実
開昭58−142314号公報に示される駆動回路を作動油を圧
送するポンプと、油圧モータへの流量を水温、エアコン
信号等により制御する制御弁とを有し、この制御弁を前
記油圧モータに直列又は並列に配したシステムである。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、このシステムにおいては、前記冷却フ
ァン及び油圧モータが高速で回転している状態で、ポン
プ駆動源であるエンジンが停止した場合、必然的に前記
油圧モータへの作動油供給量は急激に減少し、零とな
る。一方、冷却ファン及び油圧モータは慣性により回転
し続け、その回転数は漸減していくが、この回転により
油圧モータはポンプの機能を行い、作動油の吸引、吐出
を行う。ところが、前記ポンプの停止により、作動油は
供給されない為、油圧モータの吸入側が負圧となり、や
がて油圧モータ及び油圧モータにつながる配管中でキャ
ビテーションが発生し、異音が発生するという問題があ
る。また、車両が高速走行時、車速風により前記冷却ファ
ンが設定以上に空転した場合も、同様にキャブテーショ
ンの発生による異音、及び前記冷却ファンの空転に対し
抵抗となる為、車速風の有効な利用が妨げられる。本発明は以上のような問題点に鑑みてなされるもの
で、油圧モータの空転を防止することによりキャビテー
ションの発生を防止して、このキャビテーションによる
異音の発生を防止することを目的とする。〔問題点を解決するための手段〕前記問題点を解決するために、本発明では次のような
技術的手段を講じた。すなわち、本発明の油圧モータは、円柱状の空間を形
成する開口部を有するケーシング（12）と、このケーシ
ングの開口部を閉塞するように固定されるカバー（13）
とから構成されるハウジング（11）と、前記ハウジグ内の円柱状の空間内において、摺動可能
に配設され、内周面に円周方向等間隔に形成された複数
の歯部を有するインターナルギア（20）と、前記ハウジング内に回転自在に支持されるシャフト
（30）と、このシャフトと一体的に回転し、前記インターナルギ
アの内周側で前記ハウジング内の円柱状の空間の両端面
間に摺動自在に配設され、外周面に円周方向等間隔に形
成された複数の歯部が前記インターナルギアの複数の歯
部と噛合することにより作動室を形成するアウトプット
ギア（40）とを備え、前記ハウジングには前記作動室に
高圧の作動油を導入する流体導入口（114）と前記作動
室内の作動油を低圧側へ導出する流体導出口（115）と
が形成されていて、高圧の作動油が前記流体導入口から
供給されることによって前記アウトプットギアおよび前
記シャフトが回転し、自動車用ラジエータ（５）の冷却
ファン（４）に回転駆動力を与えるべくエンジンルーム
内に設置される油圧モータ（３）であって、前記ケーシングには前記流体導入口側に連通する第１
の連通通路（50）と前記流体導出口側に連通する第２の
連通通路（54）が前記開口部側から穿設されており、前記第１の連通通路と前記第２の連通通路とはオイル
シールの油溜室（32a）を介して連通している。〔実施例〕以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。本実施例は油圧モータを自動車用熱交換器の冷却用フ
ァンの回転駆動に用いた例を示すもので、第４図はその
全体構成を示す回路図である。第４図において、自動車のエンジン（図示略）等の外
部駆動力によって駆動される油圧ポンプ１は、ベーン
型、歯部型、ピストン型等の油圧ポンプで駆動されるこ
とにより、吸入口1aに接続された吸入管路10aを介し
て、リザーバ９に貯留された作動油を吸い上げ、吐出口
1bより連絡管路10bに所定圧力を有する圧油を圧送す
る。この油圧ポンプ１の吐出1b側と吸入口1a側とはリリー
フ管路10dによって結ばれており、このリリーフ管路10d
には油圧ポンプ１の吐出圧が所定値以上になった時、リ
リーフ管路10dを連通させるリリーフ弁８が配されてい
る。油圧ポンプ１の吐出口1bに一端が接続される連絡管路
10bは、その他端を油圧モータ３の流入口3aに接続させ
ている。そして、この連絡管路10bの管途中には、油圧
ポンプ１から吐出され、連絡管路10bを流れる作動油の
流量を制御する流量制御弁２が配されている。この流量制御弁２は、電気的デューティ信号を受ける
ことによって連絡管路10bの流通面積を可変するもの
で、このデューティ信号はエレクトロニック・コントロ
ール・ユニット７（以下ECU7）から送信される。ECU7
は、エンジン冷却水温を検知する水温センサ（図示
略）、冷房装置の作動を検知するエアコンスイッチ（図
示略）、冷房装置の冷媒圧力を検出するエアコン高圧ス
イッチ（図示略）からの信号を受け、この信号に基づい
てラジエータ５の放熱負荷を判定し、流量制御弁２にデ
ューティ信号を送信している。油圧モータ３は、連絡管路10bを通って流入口3aより
流入してくる作動油を受けて回転するもので、その出力
軸30には、冷却ファン４が連結されている。また、油圧
モータ３の流出口3bには流出管路10cが接続され、この
流出管路10cはリザーバ９に連通している。従って受、
流入口3aより油圧モータ３内に流入してきた作動油は油
圧モータ３を駆動した後、流出口3bより流出し、流出管
路10cを通ってリザーバ９に還流される。冷却ファン４は、エンジン冷却水を冷却するためのラ
ジエータ５の放熱面に対向する位置に配されており、油
圧モータ３によって回転されることによりラジエータ５
に冷却風を送風している。次に、本実施例の要部である油圧モータについて第１
図〜第３図を用いて説明する。本実施例はトロコイド式
の油圧モータである。第１図において、図中符号11はハウジングであって、
このハウジング11はケーシング12とカバー13とから構成
されており、このケーシング12およびカバー13はアルミ
ニウム系の合金にて形成されている。ケーシング12は一
端が開口しており、カバー13はこの開口部を閉塞するよ
うに固定されている。なお、ケーシング12とカバー13と
は、ピン14によって位置決めされ、ボルト15によって固
定されている。このように、ケーシング12にカバー13が
固定されることにより、ハウジング11内には円柱状の空
間が形成される。空間内には、インターナルギア20が回転可能に嵌合さ
れている。このインターナルギア20の外周面201はハウ
ジング11の内周面111に対し摺動可能であり、インター
ナルギア20の両端面202,203もハウジングの空間を形成
する両端面112,113に対し摺動可能になっている。ま
た、インターナルギア20の内周面には、円周方向等間隔
に複数の円弧状歯部204が形成されている。ハウジング11内には、シャフト30が回転可能に支承さ
れている。このシャフト30はハウジング11内の空間を貫
通するように配設されており、シャフト30の空間に対応
する部分はスプライン軸になっている。スプライン軸30
1の両端部はワッシャ17および18によってハウジング11
内に固定されており、これによりシャフト30の軸方向の
移動が抑制されている。スプライン軸301には、アウトプットギア40の内周面
に形成された内周側歯部404が嵌合している。従って、
アウトプットギア40は、シャフト30と一体的に回転する
とともに、シャフト30の軸方向に移動可能になってい
る。そのため、シャフト30に冷却ファン４による軸方向
の推力が作用したとしてもこの垂直がアウトプットギア
40に伝達されることはなく、アウトプットギア40が破損
したりすることはない。また、シャフト30とハウジング11との間には、高圧流
体の洩れを防止するためのオイルシール32が配設されて
いる。アウトプットギア40はハウジング11の所定空間16内に
回転可能に嵌合されており、アウトプットギア40の両端
面401,402はハウジング11の両端面112,113に対し摺動可
能になっている。アウトプットギア40の外周面には、インターナルギア
20の歯部204の数よりも１個少ない数のトロコイド形状
の歯部403が円周方向等間隔に形成されている。この歯
部403はインターナルギア20の歯部204と噛合することに
より作動室16を形成する。ハウジング11の端面112、113には流入口3aに連通し、
作動室16に高圧流体を導入する円弧状の流体導入溝114
が形成されており、この流体導入溝114は高圧流体源に
連通している。なお、第１図から第３図に示す例では、
ケーシング12の端面112に流体導入溝114aが、カバー13
の端面113に流入口3aに連通する流体導入溝114bが形成
されている。また、ハウジング11の端面112、113には、作動室16内
の高圧流体を導出する円弧状の流体導出溝115も形成さ
れており、この流体導出溝115は低圧部に連通してい
る。なお、第１図から第３図に示す例では、端面112に
流体導出溝115aが、端面113に流出口3bに連通する流体
導出溝115bが形成されている。さらに、ケーシング12には、一端が流体導入溝114aに
連通し、他端がオイルシール32に連通する連通通路50が
第１図および第３図に示すようにケーシング12の開口部
側から穿設されている。なお、第１図は第３図のＩ−Ｉ
線に沿う断面図である。この連通通路50の途中には、シ
ート部51が形成されており、連通通路50内にはシート部
51に着座するボール弁52が配設されている。このボール
弁52は、オイルシール32側から流体導入溝114側への流
体の流れのみを許容する逆止弁として作用し、オイルシ
ール32側から流体導入溝114側へ流体が流れる場合には
ボール弁52は連通通路50内に設けられたストッパ53によ
って移動が規制される。ストッパ53は、ボール弁52の規
制時においても流体が通過できるように連通孔が形成さ
れており、ストッパ53は連通通路50挿入後ケーシング12
を絞めることにより連通通路50内で固定される。また、ケーシング12には、一端が流体導出溝115aに連
通し、他端がオイルシール32に連通する連通通路54がケ
ーシング12の開口部側から穿設されている。そして、連
通通路50と連通通路54とは、オイルシール32の円環状の
油溜室32aを介して連通する。次に本実施例の作動を説明する。エンジンからの外部駆動力を受けて駆動される油圧ポ
ンプ１は、リザーバ９に貯えられた作動油を吸い上げ、
流体制御弁２を介して連絡管路10bに作動油を圧送す
る。この圧送された作動油は油圧モータ３の流入口3aへ流
入し、油圧モータ３内の流体導入溝114を介して作動室1
6へ供給される。また、同時に作動室16の作動油は連通
通路50へ流入し、この作動油の流体圧によりボール弁52
は移動してシート部51に着座する。そのため、連通通路
50はボール弁52により閉塞されることになる。連通通路50が閉塞されると、アウトプットギア40の高
圧側の作動油と低圧側の作動油の受圧面積の関係によっ
て、アウトプットギア40およびインターナルギア20は噛
合しながら離芯量ｌを保ち各々所定の回転速度で第２図
にＢで示す方向に回転し、作動室16内の作動油は流体導
出溝115から流出管路10cへ吐出される。その結果、シャ
フト30がアウトプットギア40と一体となって回転し、冷
却ファン４を回転駆動させる。そして、この冷却ファン
４によってラジエータ５に冷却風が送られ、ラジエータ
５を冷却する。流量制御弁２は、ECU7からの信号を受け、エンジン冷
却水温が高くなるに従って流量を増加させ、また冷房装
置の運転が開始された場合、高圧側の冷媒圧力が増大し
た場合にも、流量を増加させる。一方、エンジンスイッチ（図示略）のOFF等により油
圧ポンプ１が急停止し、油圧モータ３が慣性によってさ
らに回転した場合や、自動車走行時のラム圧によって冷
却ファン４が回転し、流入口3aにより作動油が流入して
回転する回転数以上に油圧モータ３が回転した場合に
は、油圧モータ３の流入口3a側に圧力低下が生じ、油圧
モータ３内の流体導入溝114および作動室16に負圧が生
じる。しかし、この時、流体導出溝115は低圧側（略大気
圧）に連通しているため、低圧側の作動油が流体導出溝
115、低圧側の作動室16、連通通路54、オイルシール32
の油溜室32aを順次介して連通通路50へ流入し、この流
体圧を受けてボール弁52は開弁する。従って、連通通路
50内の低圧作動油は負圧となった作動室16、流体導入溝
114および流入口3aへ供給され、圧力低下を補うことに
なる。その結果、油圧モータ３の作動油流入側でのキャ
ビテーションの発生を抑えることができ、異音の発生を
防止することができる。また、本実施例では、ケーシング12の開口部側から連
通通路50を穿設し、ボール弁53を配設した後で油圧モー
タを組付ける構成であるので、ボール弁53を配設するた
めの加工が極めて容易であり、ハウジング外部から連通
通路を穿設しボール弁を配設した場合のようにシール性
を保つためにめくら柱等の特別な部品を必要としない。さらに、本実施例では、油圧モータ３のハウジング11
内にボール弁52を設ける構成であるので、ボール弁52を
ギア20,40の側面の近傍に設置することができ、油圧モ
ータ３の外部にボール弁を設けた場合のように配管が長
くならないため、油圧モータの応答性を高めることがで
きる。〔発明の効果〕以上説明したように、本発明によれば、油圧ポンプの
停止等により油圧モータの作動油流入側に圧力低下が生
じたとしても、油圧モータのハウジング内に設けた逆止
弁が開弁し、低圧側の作動油が負圧となった作動油流入
側に導入され、圧力低下を防止する。この際、油溜室内
の作動油が流体導入側に供給された後も、流体導出側の
最も高圧となっている作動油が引き続き流体導入側に供
給されるため、タンク等他の作動油貯留部を設ける必要
がなく小型化でき、しかも速やかに流体導入側に供給さ
れるので、ポンプ停止直後のキャビテーション発生を効
果的に防止でき、異音の発生を防止することができる。また、本発明では油圧モータのハウジング内に逆止弁
を設ける構成であるので、油圧モータのハウジング外に
独立して逆止弁を備えたバイパス配管を設けるものに比
して、油圧モータを使用する油圧システムの回路内にバ
イパスのための特別な配管を設ける必要がなく、車両の
軽量化を図ることができる。さらに、本発明では、作動油を流体導入側に導く連通
通路を、ケーシングの開口部側からドリル等の工具を使
用して単に穿設するのみで簡単に形成できるため加工が
容易となるという実用上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図〜第４図は本発明の実施例に関するもので、第１
図は本実施例の構成を示す断面図、第２図は第１図のII
−II線に沿う断面図、第３図は本実施例の油圧モータ３
のケーシング12を開口部側から見た正面図、第４図は本
実施例の油圧モータを組み込んだシステムを示す回路図
である。 11……ハウジング,12……ケーシング,13……カバー,16
……作動室,20……インターナルギア,30……シャフト,4
0……アウトプットギア,50……第１の連通通路,52……
（逆止弁としての）ボール弁,54……第２の連通回路、1
14……流体導入溝,115……流体導出溝,204……歯部,403
……歯部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増井厚司愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者鈴木康愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者竹内文浩愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (56)参考文献実開昭58−73963（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−97390（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F03C 2/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．（ａ）円柱状の空間を形成する開口部を有するケー
シングと、このケーシングの開口部を閉塞するように固
定されるカバーとから構成されるハウジングと、（ｂ）前記ハウジング内の円柱状の空間内において、摺
動可能に配設され、内周面に円周方向等間隔に形成され
た複数の歯部を有するインターナルギアと、（ｃ）前記ハウジング内に回転自在に支持されるシャフ
トと、（ｄ）このシャフトと一体的に回転し、前記インターナ
ルギアの内周側で前記ハウジング内の円柱状の空間の両
端面間に摺動自在に配設され、外周面に円周方向等間隔
に形成された複数の歯部が前記インターナルギアの複数
の歯部と噛合することにより作動室を形成するアウトプ
ットギアとを備え、前記ハウジングには前記作動室に高
圧の作動油を導入する流体導入口と前記作動室内の作動
油を低圧側へ導出する流体導出口とが形成されていて、
高圧の作動油が前記流体導入口から供給されることによ
って前記アウトプットギアおよび前記シャフトが回転
し、自動車用ラジエータの冷却ファンに回転駆動力を与
えるべくエンジンルーム内に設置される油圧モータであ
って、（ｅ）前記ケーシングには前記流体導入口側に連通する
第１の連通通路と前記流体導出口側に連通する第２の連
通通路が前記開口部側から穿設されており、（ｆ）前記第１の連通通路と前記第２の連通通路とはオ
イルシールの油溜室を介して連通していることを特徴と
する油圧モータ。