(57)【要約】本発明の油圧モータ及びブレーキの複合機構は、油圧モータハウジングを有する油圧モータと、油圧モータにより駆動される駆動シャフト機構と、油圧モータハウジングに対して固定される固定ハウジングと、駆動シャフト機構により回転可能に駆動される回転可能ハウジングと、を含んでいる。更に、油圧モータ及びブレーキの複合機構は、回転可能ハウジングと固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するためのブレーキ部と、ブレーキ部を解放するように油圧で作動するピストンとを含んでいる。ピストンが回転可能ハウジングと共に移動するため、ピストン、回転可能ハウジング、及び、駆動シャフト機構の少なくとも一部は、一体的に回転する構成になっている。
2015524529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧モータ及びブレーキの複合機構であって、
軸路を備えた固定ハウジングと、
駆動ハブと、
前記軸路を通って延びる回転軸を軸として、前記駆動ハブが前記固定ハウジングに対して回転可能になるように、前記駆動ハブと前記固定ハウジングとの間に設置される軸受と、
前記固定ハウジングの前記軸路を通って延在する駆動シャフトと、
該駆動シャフトを前記固定ハウジングに対して回転させるための油圧モータと、
前記駆動シャフトを前記駆動ハブへ連結するための連結部材であり、前記駆動シャフトが前記油圧モータによって回転される際に、前記回転軸を軸中心として前記駆動ハブと共に一体的に回転される前記連結部材と、
前記駆動ハブが前記固定ハウジングに対して回転する際に、第２のブレーキパッドが第１のブレーキパッドに対して回転するように、前記固定ハウジングへ取り付けられる前記第１のブレーキパッドと前記駆動ハブによって移動される前記第２のブレーキパッドとを有するブレーキパックを含み、前記第１及び第２のブレーキパッドが互いに交互に配置されるブレーキ部と、
前記連結部材及び前記駆動ハブが前記回転軸を軸中心として回転する際に、前記連結部材及び前記駆動ハブと共に移動するブレーキピストンと、
該ブレーキピストンと前記駆動ハブとの間に設置される放射方向外側のピストンシールと、
前記ブレーキピストンと前記連結部材との間に設置される放射方向内側のピストンシールと、
前記第１及び第２のブレーキパッドを同時に加圧して、該第１及び第２のブレーキパッド間の摩擦により前記駆動ハブと前記固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するように、前記ブレーキピストンを介して前記ブレーキパックへブレーキ力を適用することによって、前記ブレーキ部を作動させるためのばねと、を含み、
前記ブレーキ部は、前記ブレーキ力と対向するブレーキ解放力が発生するように、前記ブレーキピストンに対して油圧力が適用されることによって、解放されることを特徴とする油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項２】
前記油圧モータは、ロータ及びステータを含むジェロータ型の油圧モータであり、前記駆動シャフトが前記ロータと接続されていることを特徴とする請求項１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項３】
前記駆動シャフトは、スプライン形式の機械式接続手段によって前記連結部材と連結されていることを特徴とする請求項１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項４】
前記連結部材は、該連結部材の周囲に沿って前記回転軸の周りに円周方向に間隔をあけて配置される複数の締結部材によって、前記駆動ハブと連結されていることを特徴とする請求項１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項５】
前記駆動ハブは、該駆動ハブを駆動部材へ固定するために用いられる、第１の締結部材を受けるための複数の第１の締結部材用開口部を含むことを特徴とする請求項１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項６】
前記固定ハウジングは、該固定ハウジングの主ボディから放射状に外側へ突出した取付フランジ部を含み、該取付フランジ部は、前記固定ハウジングを非駆動／固定部材へ固定するために用いられる、第２の締結部材を受けるための複数の第２の締結部材用開口部を備えることを特徴とする請求項５記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項７】
前記非駆動／固定部材が車両のフレームの一部を含み、前記駆動部材が車輪及びギヤを含むグループから選択されることを特徴とする請求項６記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項８】
前記取付フランジ部が半円形状であることを特徴とする請求項６記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項９】
前記駆動ハブは、主ボディと、該主ボディから放射状に外側へ突出した複数のタブとを含み、該複数のタブは、前記駆動ハブの前記主ボディの周囲に沿って前記回転軸の周りに円周方向に間隔をあけて配置され、前記複数の第１の締結部材用開口部が、前記複数のタブを貫通して設けられていることを特徴とする請求項６記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１０】
前記複数のタブは、複数のポケット部によって区切られており、該複数のポケット部の少なくともいくつかが、前記第２の締結部材用開口部への接近が容易になるように、該第２の締結部材用開口部と直線状に整列していることを特徴とする請求項９記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１１】
油圧モータ及びブレーキの複合機構であって、
駆動シャフトを受けるための軸路を備える固定ハウジングと、
少なくとも部分的に前記固定ハウジング上へ設置される回転可能ハウジングと、
前記駆動シャフトを前記回転可能ハウジングへ連結するための連結部材と、
前記回転可能ハウジングと前記連結部材との間に設置され、前記回転可能ハウジング及び前記連結部材と摩擦係合するブレーキピストンと、を含み、
前記連結部材と前記回転可能ハウジングと前記ブレーキピストンとは、前記駆動シャフトにより駆動されると、一体的に回転するように構成されており、
前記ブレーキピストンは、該ブレーキピストンが前記回転可能ハウジング及び前記連結部材と共に回転する際に、静的な状態が維持される２つ以上のシール部材を含むことを特徴とする油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１２】
前記連結部材は、該連結部材の周囲に円周方向に間隔をあけて配置される複数の締結部材によって、前記回転可能ハウジングと連結されていることを特徴とする請求項１１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１３】
更に、前記回転可能ハウジングと前記回転可能ハウジングと前記ブレーキピストンとが、前記固定ハウジングに対して回転できるように、前記固定ハウジングと前記回転可能ハウジングとの間に設置される軸受を含むことを特徴とする請求項１１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１４】
前記２つ以上のシール部材は、前記ブレーキピストンと前記回転可能ハウジングとの間に設置される、少なくとも１つの放射方向外側のピストンシールと、前記ブレーキピストンと前記連結部材との間に設置される、少なくとも１つの放射方向内側のピストンシールとを含むことを特徴とする請求項１１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１５】
前記ブレーキピストンは、ブレーキ機構を作動させるように構成されており、
該ブレーキ機構は、前記回転可能ハウジングが前記固定ハウジングに対して回転する際に、第２のブレーキパッドが第１のブレーキパッドに対して回転するように、前記固定ハウジングへ取り付けられる前記第１のブレーキパッドと、前記回転可能ハウジングによって移動される前記第２のブレーキパッドとを有し、前記第１及び第２のブレーキパッドが互いに交互に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１６】
更に、前記第１及び第２のブレーキパッドを同時に加圧して、該第１及び第２のブレーキパッド間の摩擦により前記固定ハウジングと前記回転可能ハウジングとの間の相対回転を抑制するように、前記ブレーキピストンを介して前記ブレーキ機構へブレーキ力を適用することによって、前記ブレーキ機構を作動させるためのばね機構を含むことを特徴とする請求項１５記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１７】
前記ばね機構は、前記回転可能ハウジング、前記連結部材、及び、前記ブレーキピストンと共に回転するように構成されていることを特徴とする請求項１６記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１８】
前記ブレーキ機構は、ブレーキ力と対向するブレーキ解放力が発生するように、前記ブレーキピストンに対して油圧力が適用されることによって解放され、前記ブレーキ機構の解放により、該ブレーキ機構の少なくとも一部が、前記回転可能ハウジング、前記連結部材、及び、前記ブレーキピストンと共に回転可能になることを特徴とする請求項１５記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項１９】
更に、前記駆動シャフトを前記固定ハウジングに対して回転させるための、油圧モータを含むことを特徴とする請求項１１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項２０】
油圧モータ及びブレーキの複合機構であって、
駆動シャフトを受けるための軸路を備える固定ハウジングと、
少なくとも部分的に前記固定ハウジング上へ設置される回転可能ハウジングと、
前記回転可能ハウジングへ連結される連結部材と、
前記回転可能ハウジングと前記連結部材との間に設置されるピストンと、を含み、
前記連結部材と前記回転可能ハウジングと前記ピストンとは、前記駆動シャフトにより駆動されると、一体的に回転するように構成されており、
前記ピストンは、該ピストンが前記回転可能ハウジング及び前記連結部材と共に回転する際に、静的な状態が維持される２つ以上のシール部材を含み、
更に、ばね作動式のブレーキ部を含み、該ブレーキ部は、前記回転可能ハウジングが前記固定ハウジングに対して回転する際に、第２のブレーキパッドが第１のブレーキパッドに対して回転するように、前記固定ハウジングへ取り付けられる前記第１のブレーキパッドと、前記回転可能ハウジングによって移動される前記第２のブレーキパッドとを有するブレーキパックを含み、前記第１及び第２のブレーキパッドは、互いに交互に配置され、前記ばね作動式のブレーキ部は、前記第１及び第２のブレーキパッドが同時に加圧されて、該第１及び第２のブレーキパッド間の摩擦により前記回転可能ハウジングと前記固定ハウジングとの間の相対回転が抑制されるように、前記ピストンを介して前記ブレーキパックの方へばねにより加えられるブレーキ力を受けることによって、ブレーキをかけるように構成されており、更に、前記ブレーキ部は、前記ブレーキ力と対向するブレーキ解放力が発生するように、前記ピストンに対して油圧力が適用されることによって解放されることを特徴とする油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項２１】
油圧モータ及びブレーキの複合機構であって、
油圧モータハウジングを含む油圧モータと、
該油圧モータにより駆動される駆動シャフト機構と、
前記油圧モータハウジングに対して固定される固定ハウジングと、
前記駆動シャフト機構によって回転軸を軸中心として回転可能に駆動される回転可能ハウジングと、
該回転可能ハウジングと前記固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するためのブレーキ部と、
該ブレーキ部を解放するように油圧で作動するピストンと、を含み、
該ピストンは、該ピストン、前記回転可能ハウジング、及び、前記駆動シャフト機構の少なくとも一部が、前記回転軸を軸中心として一体的に回転する構成になるように、前記回転可能ハウジングと共に移動することを特徴とする油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項２２】
前記駆動シャフト機構は、駆動シャフト及び連結部材を含み、該連結部材が、前記駆動シャフトを前記回転可能ハウジングへ連結することを特徴とする請求項２１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【請求項２３】
前記ピストンの外径側が、前記回転可能ハウジングに対して密閉されており、前記ピストンの内径側が、前記駆動シャフト機構の一部に対して密閉されていることを特徴とする請求項２１記載の油圧モータ及びブレーキの複合機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年７月１７日にＰＣＴ国際特許出願として出願されたものであり、又、その全ての開示内容が参照によって本願に組み込まれる、２０１２年７月１８日に出願された米国特許出願番号第６１／６７２，９７９号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、油圧モータ及びブレーキ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
油圧モータを含む、駆動車両（propel-vehicle）の多くの適用例では、モータがパーキングブレーキやパーキングロック機能を有していることが好ましい。一般的に、油圧モータで用いられるブレーキユニットと、そのようなブレーキユニットで、特に低速高トルク（ＬＳＨＴ）のジェロータ式モータ（gerotor motors）を備える一体型ブレーキユニットとして使用されるものとは、当業者には現在周知の、「ばね適用、圧力解放（spring-applied, pressure-released）（ＳＡＰＲ）」型のものである。典型的なＳＡＰＲ型のブレーキ機構において、ブレーキ部材（例えば、摩擦ディスク等）は、ばね機構によってブレーキをかける方向へ付勢され、油圧力によってブレーキ解除の方向へ移動されるものであり、この場合の油圧力は、ケースの内部圧力、システム充填ポンプからの外部「導入（pilot）」圧力、或いは、任意の他の適切な圧力源であってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，７４３，００２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大抵の実施形態において、ＳＡＰＲ型のブレーキ機構は、ピストンを利用してブレーキをかけ又は解放する。このピストンは、ばねからの力をブレーキパック（例えば、複数のブレーキパッド）へ伝達して、ブレーキ機構を作動させる。ブレーキをかける又は解放するために利用されるピストンは、固定ハウジングと回転シャフトとの間や、２つの固定ハウジングの間（例えば、米国特許第６，７４３，００２号参照）で、概して囲まれている。ピストンの内径側と外径側とは、通常、動的又は静的な１つ以上のシール部材により密閉されている。例えば、ピストンの外径側へのシール部材は、固定シールであってもよく、その一方で、ピストンの内径側へのシール部材は、ピストンが回転シャフトに固定されるか、或いは、固定ハウジングに固定されるかに応じて、動的シール又は固定シールであってもよい。動的シールに固有の寸法変化によって、これらの種のシール部材は、設計が困難でコストがかかる虞があり、又、固定シールよりも摩耗が早くなる虞がある。このような設計及び摩耗の制約により、動的シールは、通常、径が小さい回転シャフトのみに適合する。シャフトの径が大きくなると、シール部材への圧力速度（ＰＶ）因子が増大するため、シール部材の寿命と、ピストンの内径の大きさとが制限されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る油圧モータ及びブレーキ機構は、ブレーキパックを解放するピストンを有している。このピストンは、本機構の回転する構成部材と一体的に回転するように構成されているため、ピストンの内部シール及び外部シールは、構成部材が回転しても、静的な状態が維持される。ある実施形態では、上記の構成部材に、車輪やギヤへの接続に適した回転ハウジングと、回転ハウジング及びピストンを固定ハウジングに対して回転させるための駆動シャフト機構とが含まれる。又、ある実施形態では、内部シールが駆動シャフト機構と係合し、外部シールが回転ハウジングと係合する。
【０００７】
本発明の別の実施形態に係る油圧モータ及びブレーキの複合機構は、油圧モータハウジングを有する油圧モータと、油圧モータにより駆動される駆動シャフト機構と、油圧モータハウジングに対して固定される固定ハウジングと、駆動シャフト機構により回転軸を軸として回転駆動される回転可能ハウジングと、を含んでいる。更に、油圧モータ及びブレーキの複合機構は、回転可能ハウジングと固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するためのブレーキ部と、ブレーキ部を解放するように油圧で作動するピストンとを含んでいる。ピストンが回転可能ハウジングと共に移動するため、ピストン、回転可能ハウジング、及び、駆動シャフト機構の少なくとも一部は、回転軸を軸として一体的に回転する構成になっている。
【０００８】
以下の説明では、様々な追加の実施形態を明らかにしている。これらの実施形態は、個々の特徴に関するものと、特徴の組み合わせに関するものとがあり得る。前述した概略的な説明と、後述する詳細な説明との双方が、単に模範的及び説明的なものであり、ここで開示されている実施形態に基づく幅広い概念を制限するものではないことは、理解されるものとする。
【０００９】
本明細書の一部に組み込まれると共に本明細書の一部を構成する、添付の図面は、本発明の様々な実施形態を図示している。図面の簡単な説明は、以下のようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の本質に従った模範的な特徴を有する、油圧モータ及びブレーキの複合機構の等角投影図である。
【図２】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構の正面図である。
【図３】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構の、模範的な構成部材の等角投影図である。
【図４】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構の部分的な断面図である。
【図５】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構に好適に用いられるブレーキパックを含む、図４の模範的な構成部材の等角投影図である。
【図６】図１の油圧モータ及びブレーキのモータ部をより詳細に示す、油圧モータ及びブレーキの複合機構の断面図である。
【図７】車両に実装された模範的な油圧モータ及びブレーキの複合機構の概略図と、油圧モータ及びブレーキの複合機構の背面図とを組み合わせたものである。
【図８】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構の、ブレーキ解放キャビティの断面図である。
【図９】図１の油圧モータ及びブレーキの複合機構の、ケース排出キャビティの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
さて、添付の図面に示されている本発明の好適な形態について、詳細に説明することとする。可能な限り、同様の参照符号は、図面の全体を通して、同様の又は類似の構造部を示すように使用している。
上記で説明した本発明の実施形態は、特に、小型トラックローダ、噴霧機、コンバイン、或いは、他の低速高トルク車両といった、駆動車両への適用に有用である。１つ以上の油圧モータ及びブレーキの複合機構を、トラック、車輪、或いは、トラックを駆動するスプロケット／ギヤへ結合することができる。更に、本発明の本質に係る油圧モータ及びブレーキ機構は、切削／研磨（chipping/grinding）ドラム、切削／研磨車輪又はディスク、ドリルヘッド、或いは、他の回転構造部を駆動するために利用することができる。
【００１２】
概して、モータ及びブレーキ機構について開示している。この機構は、駆動部材を取付／接続可能な駆動ハブを回転させる油圧モータを含んでおり、この場合の駆動部材は、車輪、スプロケットドラム、或いは、他の構造等を含んでいる。油圧モータからのトルクは、駆動シャフト及び連結部材を含むシャフト機構により、駆動ハブへ伝達される。連結部材は、駆動シャフトを駆動ハブへ連結するように構成されている。更に、モータ及びブレーキ機構は、連結部材及び駆動ハブと一体的に回転するように、これらの構成要素と共に移動するブレーキピストンを含んでいる。このブレーキピストンの外径は、駆動ハブと摩擦係合可能な大きさであり、ブレーキピストンの内径は、シャフト機構（例えば、連結部材又は駆動シャフト）と摩擦係合可能な大きさである。ブレーキピストンは、駆動ハブが回転する際に、密閉されている部材間の相対的な回転運動の影響を受けない、１つ以上のシール部を含んでいてもよい。例えば、外側のシール部を、ブレーキピストンと駆動ハブとの間に設置してもよく、内側のシール部を、ブレーキピストンと駆動シャフト又は連結部材との間に設置してもよい。ブレーキピストン、駆動ハブ、駆動シャフト、及び、連結部材は、全て一体的に回転するため、シール部とシール部により密閉された部材との間で、相対的な運動は発生しない（すなわち、シール部は、密閉されている部材に対する静止／定置状態を維持する）。これにより、シール部の摩耗が低減され、ピストン及び機構全体の大きさの自由度が向上する。又、駆動ハブと機構の固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するブレーキ動作を提供するために、ブレーキパックが用いられる。固定ハウジングは、車両のフレーム等の構造部へ連結するように適合可能である。ブレーキパックは、駆動ハブと共に移動する第１のブレーキパッドと、固定ハウジングへ固定される第２のブレーキパッドとを含んでいる。第１及び第２のブレーキパッドは、交互に配置することができる。ブレーキをかける際、パッド間の摩擦が駆動ハブと固定ハウジングとの間の相対回転を抑制するように、ピストンが第１及び第２のブレーキパッドを同時に加圧する。ブレーキパックに対してブレーキピストンを付勢することによって、ブレーキ動作を引き起こすブレーキ力が提供されるように、ばねを利用してもよい。ブレーキ解放機構は、ブレーキピストンをブレーキパックから離れるように移動させて、ブレーキ力を解放するように構成されている。ブレーキ解放機構は、油圧作動式であってもよい。
【００１３】
図１〜図９を参照すると、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、概して、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００を非駆動／固定部材（例えば、車両のフレームの一部）へ結合するための、第１の実装機構を含んでいる。この開示の用途に適するように、第１の実装機構は、固定ハウジング１０２を含んでいる。この固定ハウジング１０２は、内部ハウジングとしても示されている。固定ハウジング１０２は、固定ハウジング１０２の主ボディ１０５から放射状に外側へ突出した、取付フランジ部１０４を含んでいる。取付フランジ部１０４は、固定ハウジング１０２を非駆動／固定部材へ固定するために使用される第１の締結部材（例えば、図示しないボルト）を受け入れるための、複数の第１の締結部材用開口部１０６を備えている。取付フランジ部１０４は、概して半円形状であるが、同様に別の形状を用いることもできる（例えば、完全な環状や別の形状）。更に、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００を駆動／非固定部材（例えば、車輪、スプロケット、或いは、回転するように意図された別の構造部）へ結合するための、第２の実装機構を含んでいる。この開示の用途に適するように、第２の（first）実装機構は、駆動ハブ１０８を含んでいる。この駆動ハブ１０８は、外部ハウジングや回転ハウジングとしても示されている。駆動ハブ１０８は、少なくとも部分的に固定ハウジング１０２上へ設置されていてもよい。駆動ハブ１０８は、駆動ハブ１０８を駆動部材へ固定するために使用される第２の締結部材（例えば、図示しないボルト）を受け入れるための、複数の第２の締結部材用開口部１１０を備えている。駆動ハブ１０８は、主ボディ１１２と、主ボディ１１２から放射状に外側へ突出した複数のタブ１１４とを含んでいる。複数のタブ１１４は、駆動ハブ１０８の主ボディ１１２の周囲に、円周方向に間隔をあけて配置されている。第２の締結部材用開口部１１０は、タブ１１４を貫通して設けることができる。複数のタブ１１４は、複数のポケット部１１６により区切られており、複数のポケット部１１６の少なくともいくつかは、第１の締結部材用開口部１０６と直線状に整列しているため、第１の締結部材用開口部１０６への接近が容易になっている。図２は、第１の締結部材用開口部１０６と直線状に整列したポケット部１１６を図示している。他の実施形態では、駆動部材に対する駆動ハブの接続に、タブとは別構造のもの（例えば、中実フランジや他の構造）を用いてもよい。
【００１４】
図６を参照すると、油圧モータブレーキの複合機構１００の断面図が示されている。上述したように、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、固定ハウジング１０２と駆動ハブ１０８とを含んでいる。固定ハウジング１０２と駆動ハブ１０８との間に、様々な間隔で、シール部材１０９（例えば、デュオコーンシール、Ｘリングシール、Ｏリングシール等）を設置することができる。更に、固定ハウジング１０２は、軸路１１８を備えている。軸路１１８を通って延びる回転軸１０３を軸として、駆動ハブ１０８が固定ハウジング１０２に対して回転できるように、駆動ハブ１０８と固定ハウジング１０２との間に、１つ以上の軸受１２０を配置してもよい。回転軸１０３は、軸受１２０により定められる。任意の適切な軸受が利用可能である。ある実施形態では、軸受１２０がスラスト軸受である。更に、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、固定ハウジング１０２の軸路１１８を通って延びる、メイン駆動シャフト１２２を含んでいる。
【００１５】
又、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、メイン駆動シャフト１２２を駆動ハブ１０８へ連結するための連結部材１２４を含んでいる。連結部材１２４と駆動ハブ１０８とは、駆動シャフト１２２により駆動されると、回転軸１０３を軸中心として一体的に回転する。連結部材１２４は、連結部材１２４の周囲に沿って駆動軸１０３の周りに円周方向に間隔をあけて配置される、複数の締結部材１３１（例えば、ボルト、カム等）によって、駆動ハブ１０８へ連結される。メイン駆動シャフト１２２は、スプライン形式の機械式接続手段（例えば、冠状スプライン形式（crown spline）接続手段）により連結部材１２４へ接続される。特に、駆動シャフト１２２の端部には、連結部材１２４のスプライン１２７と係合するスプライン１２６が備えられている。メイン駆動シャフト１２２が駆動される際（例えば、油圧モータにより）に、トルクは、メイン駆動シャフト１２２から連結部材１２４及び駆動ハブ１０８へ伝達される。連結部材１２４に、末端プラグ１２５（図６参照）が取り付けられており、軸路１１８の端部を密閉している。末端プラグ１２５は、連結部材１２４へ捻じ込むことができ、軸路１１８内で駆動シャフト１２２の端部と対向する。
【００１６】
図６は、図１の油圧モータ及びブレーキの、モータ部（例えば、油圧モータ１４２）とブレーキ部（例えば、ブレーキ機構１４４）とを示している。油圧モータ１４２は、メイン駆動シャフト１２２を固定ハウジング１０２に対して回転させるように構成されている。図示の実施形態において、モータは、後部導入型（rear-piloted）であり、締結部材１４７により固定ハウジング１０２へ後方から取り付けられる（back-mounted）モータハウジング機構１４５を含んでいる。このように、固定ハウジング１０２は、モータハウジング機構１４５に対して固定又は設置される。同様に、別の型式のモータ導入（piloting）及びモータ取り付けの構造を利用してもよい。
【００１７】
油圧モータ１４２は、図７〜図９を参照して後に説明するように、１つ以上の流入ポート及び流出ポートを備える端部キャップ１４６を含んでいる。好適な実施形態では、モータ１４２がジェロータ型（gerotor-type）の油圧モータである。端部キャップ１４６に隣接して配置されているのは、ポートプレート１４８であり、（前方、すなわち図６の左側へ移動して）ポートプレート１４８に隣接しているのは、本実施形態では、概して符号１５０で示されるジェロータ機構を含む流体置換機構である。当業界では周知のように、ジェロータ機構１５０は、内歯を有する環状部材であってもよいステータ（例えば、外部ギヤ１５２）と、その内側に設置され、流入ポートから１つ以上のモータチャンバへ流通する加圧流体に応じて、軌動及び回転運動を受ける、外歯を有する星形部材であってもよいロータ（例えば、内部ギヤ１５４）と、を含んでいる。このような実施形態において、メイン駆動シャフト１２２は、内部ギヤ１５４へ接続されている（例えば、スプライン接続により）。外部ギヤ１５２内での内部ギヤ１５４の回転は、中心軸を軸としてシャフト１２２を回転させ、更に、シャフト１２２を中心軸１０３を軸とする回転軌道にのせる。ここで、用語「回転（rotation）」が、純粋な回転のみならず、偏心的な回転や揺れる回転を含むことは、理解されるであろう。更に、内部ギヤ１５４は、第２シャフト１５６（例えば、バルブ駆動シャフト）とも接続される。内部ギヤ１５４の回転運動は、第２シャフト１５６によって回転可能ディスク部材１５８へ伝達される。当業者には周知なように、回転可能ディスク部材１５８の機能は、流入ポートからジェロータギヤセット１５０への、加圧流体の流通を制御すること、及び、ジェロータギヤセット１５０から流出ポートへの、低圧の排出流体の流通を制御することである。更に、ジェロータ型の油圧モータは、内部のギヤ歯の代わりに、ロータとステータとの間の直接的な接触を防止するローラを含んでいてもよい。従って、イートンコーポレーションより販売されているＧｅｒｏｔｅｒ（商標登録）型の油圧ジェロータモータは、本発明の目的に適したジェロータ型の油圧モータであると考えられる。ジェロータ型の油圧モータが好ましいが、同様に他の型式の油圧モータを用いてもよい。
【００１８】
図３及び図６を参照すると、モータ１４２の内部ギヤ１５４は、メイン駆動シャフト１２２とスプライン接続されている。例えば、メイン駆動シャフト１２２は、内部ギヤ１５４内の内部スプライン１５３とスプライン接続する、冠状スプラインの後方群１６０を有している。更に、メイン駆動シャフト１２２は、連結部材１２４の内部スプライン１２７とスプライン接続する、冠状スプラインの前方群（例えば、図４のスプライン１２６）を有している。メイン駆動シャフト１２２の前方のスプライン１２６は、メイン駆動シャフト１２２と連結部材１２４との間のトルク伝達に作用するように、連結部材のスプライン１２７と結合する。動的なスプライン接続を促すように、１つ以上のスプライン群を面取り及び斜角加工（beveled）してもよい。
【００１９】
油圧モータ及びブレーキの複合機構１００のブレーキ部１４４は、ブレーキピストン１２８を含んでいる。ピストン１２８は、当業界で周知のロックピストンであってもよい。ピストン１２８は、連結部材１２４及び駆動ハブ１０８と摩擦係合して共に移動することができるため、連結部材１２４及び駆動ハブ１０８が、メイン駆動シャフト１２２により回転軸１０３を軸中心として回転されると、回転するものである。ピストン１２８は、流体の漏れを防止するように、複数のシール部材を備えていてもよい。シール部材は、ピストン１２８と、機構１００の１つ以上の別の構成部材との間に配置することができる。第１のシール部材は、ピストンの内面に設置することができる（例えば、ピストンの内径側を密閉するように）。例えば、ピストン１２８と連結部材１２４との摩擦係合のために、放射方向内側のピストンシール１３０を、ピストン１２８と連結部材１２４との間に設置してもよい。第２のシール部材は、ピストン１２８の、第１のシール部材に対して外側の面に設置することができる（例えば、ピストンの外径側を密閉するように）。例えば、ピストン１２８と駆動ハブ１０８との摩擦係合のために、放射方向外側のピストンシール１３２を、ピストン１２８と駆動ハブ１０８との間に設置してもよい。放射方向内側のピストンシール１３０及び放射方向外側のピストンシール１３２は、ピストン１２８の密閉のために、適切な密閉手段で構成することができる。例えば、各シール部材は、１つ以上の、Ｏリング、Ｘリング、デュオコーンリング、或いは、他の適切な密閉構造を含んでいてもよい。シールは、静的又は動的なシールで構成することができる。しかしながら、利用するシール種別に関わらず、放射方向内側のピストンシール１３０及び放射方向外側のピストンシール１３２は、ピストン１２８が連結部材１２４及び駆動ハブ１０８と共に回転する際に、事実上、静止状態になる。従って、駆動ハブ１０８が回転する際に、双方のピストンシールが事実上の静止状態にあるため、ピストンシールの寿命を改善することができると共に、設計の自由度を向上することができる。
【００２０】
更に、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００のブレーキ部１４４は、ブレーキディスク機構、すなわち、ブレーキパック１３４を含んでいる。図５は、本発明の実施形態に係るブレーキパック構成部材の等角投影分解図である。ブレーキパックが加圧される際、駆動ハブ１０８と固定ハウジング１０２との間の相対回転は不可となる。ブレーキパック１３４は、固定ハウジング１０２へ取り付けられる第１のブレーキパッド１３５と、駆動ハブ１０８により移動される第２のブレーキパッド１３６とを含んでおり、これにより、駆動ハブ１０８が固定ハウジング１０２に対して回転する際に、第２のブレーキパッド１３６が第１のブレーキパッド１３５に対して回転する。第１及び第２のブレーキパッド１３５、１３６は、互いに交互に配置されている。第１のブレーキパッド１３５の内径側の少なくとも一部に、複数の鋸歯状切欠き（serrations）１４３を設けることができる。鋸歯状切欠き１４３は、固定ハウジング１０２上の対応する鋸歯状切欠き１３７と係合して、第１のブレーキパッド１３５と固定ハウジング１０２との間の相対回転を制限する。又、第２のブレーキパッド１３６の外径側に、複数のタブ１３９を設けることができる。タブ１３９は、駆動ハブ１０８に備えられた対応するタブ溝１４１と嵌合して、駆動ハブ１０８と第２のブレーキパッド１３６との間の相対回転を制限する。
【００２１】
図４へ戻って参照すると、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００のブレーキ機構１４４は、ブレーキパック１３４を作動させるための、ばね機構１３８を含んでいる。ある実施形態では、ばね機構１３８が、直列に複数の同軸ばねを含んでいる。複数の同軸ばねは、互いに隣接して配置される複数の円錐ディスク（conical disk）状のばねやワッシャであってもよい。第１の円錐ワッシャ群は、第２の円錐ワッシャ群に関連する第２方向と反対の、第１方向の向きへ合わせられる。ある実施形態では、ばね機構１３８が、上述した構成で配置される１つ以上の皿ばねを含んでいる。
【００２２】
又、ばね機構１３８は、ピストン１２８と連結部材１２４との間に設置することができる。ピストン１２８と連結部材１２４との間の領域は、ばねチャンバとして規定される。ばね機構１３８は、ばね機構がばね力で予圧されるように、連結部材１２４とピストン１２８との間で圧縮される。ブレーキをかけるために、ばね機構１３８は、通常はブレーキパック１３４に対してピストン１２８を圧するように構成されている。ピストン１２８は、通常は、ばね機構１３８の力によって右側へ付勢されることにより、ブレーキパック１３４を加圧する。ここで説明している実施形態に従えば、ばね機構１３８は、ピストン１２８を介してブレーキパック１３４へブレーキ力を適用して、第１及び第２のブレーキパッド１３５、１３６を同時に加圧することにより、ブレーキパック１３４を作動させることができ、これにより、駆動ハブ１０８と固定ハウジング１０２との間の相対回転が、第１及び第２のブレーキパッド１３５、１３６間の摩擦により抑制される。ブレーキパック１３４が加圧されると、駆動ハブ１０８と固定ハウジング１０２との間の相対回転が、抑制又は防止される。ブレーキを解放するために、ブレーキ解放機構は、ブレーキパック１３４から離れるようにピストン１２８を圧して、ブレーキ力を低減するように構成されている。ブレーキ解放機構は、ばね機構１３８のばね力を打ち消すように、ピストン１２８に対して反対方向の力を加える、油圧液、空気圧、或いは、機械的手段を含んでもよい。又、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００は、ピストン１２８のブレーキパッド側（すなわち、ばね機構１３８と反対側）に形成される、ブレーキチャンバ１４０を含んでいる。ブレーキを解放するために、ブレーキチャンバ１４０は加圧される。ブレーキチャンバ１４０は、１つ以上の、Ｏリング、Ｘリング、或いは、任意の他の適切な密閉手段で密閉することができる。ブレーキが解放されると、駆動ハブ１０８、連結部材１２４、ピストン１２８、第２のブレーキパッド１３６、及び、ばね機構１３８の、固定ハウジング１０２に対する回転が可能になる。ある実施形態では、チャンバ１４０が、油圧モータ１４２へ動力を提供している油圧回路の導入／充填（pilot/charge）圧力と連通状態にされることにより、チャンバ１４０が加圧される。
【００２３】
又、油圧モータ及びブレーキの複合機構１００のモータ１４２は、図７〜図９に示されるような、複数の流体ポートを含んでいてもよい。当業界では周知なように、モータ１４２は、モータ１４２内部の１つ以上の部位と連通する、流入口及び／又は流出口を提供する、１つ以上のポートを含むことができる。図７に示されているように、ポートは、第１及び第２のメインポート１６２、１６４を含んでいてもよい。ポート１６２、１６４は、流入ポート及び／又は流出ポートであってもよい。バルブ１４３は、ポンプ１７８とポート１６２、１６４との間の流体連通状態を制御し、更に、ポート１６２、１６４とリザーバ／タンク１８０との間の流体連通状態を制御する。ポンプ１７８は、車両エンジン１７６や別のエンジンにより駆動することができる。更に、バルブ１４３は、ポンプ１７８をリザーバ１８０へ接続する中間位置を備えている。別の実施形態では、バルブが、中間位置にあるときに、ポート１６２、１６４をリザーバへ接続するように構成されていてもよい。バルブ１４３は、モータ１４２へ双方向性を付与する。更に、モータ１４２は、ケース排出ポート１６６を含んでいてもよい。ケース内で漏れ出る又は排出されるオイルは、通常、ケース内の内部バルブ（例えば、シャトルバルブ、チェックバルブ等）を利用する排出システムを用いることによって、低圧で、油圧リザーバタンク１８０へ移される。モータ１４２は、ブレーキ解放ポート１６８を含んでいてもよい。現在では当業者によく知られているように、ブレーキを解放するための油圧力は、ケースの内部圧力、システム充填ポンプ１７４からの外部「導入」圧力、或いは、任意の他の適切な圧力源であってもよい。充填ポンプ１７４は、車両エンジン１７６によって駆動され、メインポンプ１７８と油圧結合されている。制御部１８４は、ブレーキ解放ポート１６８及び／又は充填ポンプ１７４の高圧側へ流体接続されている制御バルブ１８２を、少なくとも部分的に制御することができる。制御バルブ１８２は、（例えば、充填ポンプ１７４により生み出される充填又は導入圧力の）加圧流体を、ブレーキ解放ポート１６８へ選択的に送るように制御可能である。更に、モータ１４２は、シフトポート１７０を含んでいてもよい。更に、本発明の実施形態に係る油圧モータ及びブレーキの複合機構が、図７に示されているものよりも多い又は少ないポートを含み得るように企図されている。
【００２４】
図８を参照すると、固定ハウジング１０２に備えられる流路１８６は、充填ポート１６８とブレーキチャンバ１４０との間に、流体連通状態を提供する。バルブ１８２が充填ポンプ１７４と充填ポート１６８との間の流体連通状態を開にすると、流路１８６は、充填ポート１６８とブレーキチャンバ１４０との間を流体連通状態にする。このようにして、充填圧力がブレーキチャンバ１４０へ供給され、ばね１３８の付勢に反してピストン１２８がブレーキパック１３４から離れるように移動されて、ブレーキが解放される。
【００２５】
図９を参照すると、少なくとも部分的に固定ハウジング１０２により規定される流路１８８は、ケース排出ポート１６６と、ケースの排出領域を形成している機構内部との間に、流体連通状態を提供する。モータ１４２の作動中、ケースの排出流体（例えば、油圧オイル）は、モータ１４２からスプライン１６０を介してシャフト開口部１１８内までを往復する。その後、ケースの排出流体は、シャフト開口部１１８に沿って軸方向へ流れ、スプライン１２６を通って、シャフト１２２の前端にあるキャビティ２００へ流れる。そして、ケースの排出流体は、キャビティ２００から、連結部材１２４に備えられた流路２０１を通って、連結部材１２４の後方にあるキャビティ２０３へ流れる。更に、ケースの排出流体は、キャビティ２０３から、流路１８８を通って、ケース排出ポート１６６へ流れる。そして、ケースの排出の流れは、ケース排出ポート１６６から、リザーバ１８０へ続いていく。
【００２６】
説明した実施形態は、油圧モータ及びブレーキ機構を含む任意の油圧装置を用いて実行することができる。又、説明した実施形態は、油圧モータ及びブレーキ機構のフォームファクタをより小さくすることができ、更に、コストを低減すると共に設計の自由度を向上させることができる。
【００２７】
上述した明細事項、実施例、及びデータは、本発明の構成の製造及び使用の説明を作り上げるものである。本発明の主旨及び範囲から離れることなく、本発明の多くの実施形態を実施することができるため、本発明は以下に添付のクレームに属するものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１００：油圧モータ及びブレーキの複合機構、１０２：固定ハウジング、１０３：回転軸、１０４：取付フランジ部、１０５：主ボディ、１０６：第１の締結部材用開口部、１０８：駆動ハブ、１０９：シール部材、１１０：第２の締結部材用開口部、１１２：主ボディ、１１４：タブ、１１６：ポケット部、１１８：軸路、１２０：軸受、１２２：駆動シャフト、１２４：連結部材、１２８：ブレーキピストン、１３０：放射方向内側のピストンシール、１３１：締結部材、１３２：放射方向外側のピストンシール、１３４：ブレーキパック、１３５：第１のブレーキパッド、１３６：第２のブレーキパッド、１３８：ばね機構、１４２：油圧モータ、１４４：ブレーキ機構、１４５：モータハウジング機構、１５０：ジェロータ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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