JP2001116010A - パワーパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプと電動機および油圧アクチュエータ等
のユニット化に適したパワーパッケージを提供する。 【解決手段】 油圧ポンプ２と電動機４および油圧アク
チュエータ１をユニット化するパワーパッケージにおい
て、油圧ポンプ２のポンプハウジング２０を油圧アクチ
ュエータ１のシリンダチューブ３０に結合し、シリンダ
チューブ３０にシリンダ部３１と略平行に延びて各油室
６，７に連通する一対のシリンダ側孔３４，３５を形成
し、ポンプハウジング２０に油圧ポンプ２からの作動油
を各シリンダ側孔３４，３５に導く一対のポンプポート
２８，２９を形成するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプと電動機お
よび油圧アクチュエータ等をユニット化したパワーパッ
ケージの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業機械等に設けられるアクチュエータ
として、ポンプと電動機および油圧アクチュエータ等を
ユニット化したパワーパッケージが用いられる。

【０００３】従来、この種のパワーパッケージとして、
図５に示すように、油圧アクチュエータ１に並んで油圧
ポンプ２とタンク３および電動機４が設けられ、円筒状
をした油圧アクチュエータ１の途中に油圧ポンプ２が結
合され、油圧ポンプ２を挟むようにタンク３と電動機４
がそれぞれ結合されるものがある。

【０００４】油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ１の間
には作動油を導く外部配管５０が設けられ、油圧ポンプ
２から吐出する作動油が油圧アクチュエータ１の一方の
油室に導かれるとともに、他方の油室から押し出される
作動油が油圧ポンプ２の吸い込み側に導かれるようにな
っている。

【０００５】また、特許第８２４６５９号公報に開示さ
れたものは、図６に示すように、筒状をした油圧アクチ
ュエータ１を構成するインナチューブ４１と、インナチ
ューブ４１の外周に嵌合するシリンダチューブ４０と、
シリンダチューブ４０を挟むようにしてインナチューブ
４１のまわりに２つの油通路４３，４４を画成するアウ
タチューブ４５，４６を備える。一方の油通路４３は油
圧ポンプ２と油圧アクチュエータ１のロッド側油室６を
連通し、他方の油通路４４は油圧ポンプ２と油圧アクチ
ュエータ１のエンド側油室７を連通する。

【０００６】油圧ポンプ２を構成するポンプハウジング
２０はシリンダチューブ４０に複数のボルト４７を介し
て締結される。各ボルト４７は油圧アクチュエータ１と
直交し、油圧アクチュエータ１の途中にポンプハウジン
グ２０を結合する。ポンプハウジング２０を挟むように
タンク３と電動機４が設けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す外部配管５０を備えるパワーパッケージにあって
は、以下の問題点がある。 油圧ポンプ２に生じる脈動圧が外部配管５０に伝わる
ため、騒音が大きくなる。 外部配管５０のために装置が大型化する。 外部配管５０を損傷させないように取り扱う必要があ
る。

【０００８】また、図６に示す二重筒構造の油通路４
３，４４を備えるパワーパッケージにあっては、外部配
管を持たない構造により上記の問題点を解消する
が、以下の問題点がある。 ボルト４７を介してポンプハウジング２０に生じる歪
みの影響を避けるため、油圧ポンプ２のギヤを収装する
ポンプ室の容積が制約され、ポンプ押しのけ容積を大き
くできない。 油圧ポンプ２に生じる脈動圧が二重筒構造の油通路４
３，４４に伝わり、アウタチューブ４５，４６が振動す
るため、騒音が大きくなる。

【０００９】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、ポンプと電動機および油圧アクチュエータ等
をユニット化するのに適したパワーパッケージを提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、作動油を
加圧する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動機
と、油圧ポンプから導かれる作動油圧により作動する油
圧アクチュエータとを備え、油圧ポンプと電動機および
油圧アクチュエータをユニット化するパワーパッケージ
に適用する。

【００１１】そして、油圧ポンプのポンプ機構を収容す
るポンプハウジングと、油圧アクチュエータのピストン
を収容して油室を画成するシリンダ部を有するシリンダ
チューブとを備え、ポンプハウジングをシリンダチュー
ブに結合し、シリンダチューブにシリンダ部と略平行に
延びて油室に連通するシリンダ側孔を形成し、ポンプハ
ウジングに油圧ポンプからの作動油をシリンダ側孔に導
くポンプポートを形成したことを特徴とするものとし
た。

【００１２】第２の発明は、第１の発明において、油圧
アクチュエータのシリンダ部にピストンを介してロッド
側油室とエンド側油室を画成し、シリンダチューブはポ
ンプハウジングに対する取付面の両側にシリンダ部と略
平行に延びる一対の角部を有し、各角部に一対のシリン
ダ側孔をそれぞれ形成し、ポンプハウジングに油圧ポン
プからの作動油を各シリンダ側孔に導く一対のポンプポ
ートを形成したことを特徴とするものとした。

【００１３】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、シリンダチューブはシリンダ側孔が形成されない
角部を削除したことを特徴とするものとした。

【００１４】第４の発明は、第２または第３の発明にお
いて、ポンプハウジングをシリンダチューブに締結する
ボルトを備え、ポンプハウジングにシリンダチューブに
対する取付面と、ボルトに対する座面と、油圧ポンプの
ギアを収容するポンプ室とを形成し、取付面に対して座
面をポンプ室より近づけたことを特徴とするものとし
た。

【００１５】第５の発明は、第２から第４のいずれか一
つの発明において、ポンプハウジングの各ポンプポート
に連通して作動油を溜めるタンクを備え、タンクに対し
て各ポンプポートのうち圧力が上昇する一方を閉塞し他
方を連通させるチェック弁を備えたことを特徴とするも
のとした。

【００１６】第６の発明は、第５の発明において、ポン
プハウジングのポンプ室に互いに外接噛み合う一対のギ
アを収容し、各ギアを挟むように各ポンプポートを形成
し、ポンプハウジングに各ポンプポートを結びチェック
弁を収容するバルブ孔を形成し、チェック弁をギアと並
んでポンプハウジングに収容したことを特徴とするもの
とした。

【００１７】

【発明の作用および効果】第１の発明によると、シリン
ダ側孔はシリンダ部と略平行に延び、ポンプハウジング
のポンプポートを油圧アクチュエータの油室に連通する
ため、油圧ポンプと油圧アクチュエータを結ぶ外部配管
が不要となる。外部配管を無くして装置のコンパクト化
がはかれるとともに、外部配管を損傷させる心配がなく
なり、取り扱いが容易になる。

【００１８】シリンダチューブが作動油圧を導く通路壁
部を構成するため、通路壁部はその剛性が十分に確保さ
れ、油圧ポンプに生じる脈動圧によって振動することが
抑えられ、騒音の低減がはかれる。

【００１９】第２の発明によると、シリンダチューブの
ポンプハウジングに対する取付面の両側に延びる各角部
に各シリンダ側孔をそれぞれ形成したことにより、シリ
ンダチューブの大型化が抑えられる。

【００２０】シリンダチューブの各角部が作動油圧を導
く通路壁部を構成するため、通路壁部はその剛性が十分
に確保され、油圧ポンプに生じる脈動圧によって振動す
ることが抑えられ、騒音の低減がはかれる。

【００２１】第３の発明によると、シリンダチューブは
シリンダ側孔が形成されない角部を削除したことによ
り、軽量化とコンパクト化がはかれる。

【００２２】第４の発明によると、ポンプハウジングの
取付面に対してボルトを着座させる座面をポンプ室より
近づける構造のため、ボルトを介してポンプハウジング
に生じる歪みの影響をポンプ室が受けることを抑えられ
る。このため、各ギアを収装するポンプ室の容積が制約
されることがなく、ポンプ押しのけ容積を大きくでき
る。

【００２３】第５の発明によると、チェック弁はタンク
に対して各ポンプポートのうち圧力が上昇する一方を閉
塞し他方を連通させるため、切換弁等を用いることな
く、油圧回路の簡素化がはかれる。

【００２４】第６の発明によると、ポンプハウジングに
各ポンプポートを結びチェック弁を収容するバルブ孔を
形成し、チェック弁をギアと並んでポンプハウジングに
収容することにより、装置のコンパクト化がはかれる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２６】図１に示すパワーパッケージは、油圧ポン
プ２と電動機４と油圧アクチュエータ１およびタンク３
がユニット化され、例えば作業機械のアクチュエータと
して用いられる。

【００２７】油圧ポンプ２とタンク３および電動機４は
油圧アクチュエータ１に並んで設けられる。油圧アクチ
ュエータ１の途中に油圧ポンプ２が結合され、油圧ポン
プ２を挟むようにタンク３と電動機４が結合される。油
圧ポンプ２を構成するポンプハウジング２０の一端にタ
ンク３が複数のボルト１７を介して締結され、他端に電
動機４が複数のボルト１８を介して締結される。

【００２８】図２に示すように、ポンプハウジング２０
はポンプ機構として互いに外接噛み合う一対のギア２
２，２３が収装される。ポンプハウジング２０は各ギア
２２，２３を収容するポンプ室２１を有するともに、各
ギア２２，２３の回転により作動油が流れる一対のポン
プポート２８，２９を有する。図２において、各ギア２
２，２３は上下に並び、各ポンプポート２８，２９は各
ギア２２，２３の噛み合い部を挟むようにして上下方向
に延びる。

【００２９】各ギア２２，２３は電動機４によって正逆
両方向に回転駆動され、各ギア２２，２３の回転方向が
切換わると各ポンプポート２８，２９における作動油の
流れ方向が切換わる。

【００３０】油圧アクチュエータ１はその断面外形が略
矩形をした筒状のシリンダチューブ３０を備える。シリ
ンダチューブ３０はピストン５を摺動可能に嵌挿させる
円筒面状のシリンダ部３１を有する。シリンダ部３１に
はピストン５によってロッド側油室６とエンド側油室７
が仕切られる。

【００３１】シリンダチューブ３０の一端にはピストン
ロッド１６を挿通させる環状部材６１が複数のボルト６
２を介して締結される。シリンダチューブ３０の他端に
はエンド部材６３が複数のボルト６４を介して締結され
る。

【００３２】図３に示すように、ロッド側油室６はロッ
ド側油通路８を介して一方のポンプポート２８に連通
し、エンド側油室７はエンド側油通路９を介して他方の
ポンプポート２９に連通する。

【００３３】ロッド側油通路８はチェック弁１４を介し
てタンク３に連通し、エンド側油通路９はチェック弁１
５を介してタンク３に連通する。チェック弁１４と１５
は互いに連動して開閉作動する構造を持ち、ロッド側油
室６の油圧に押されてチェック弁１４が閉弁するとチェ
ック弁１５が開弁し、エンド側油室７の油圧に押されて
チェック弁１５が閉弁するとチェック弁１４が開弁する
ようになっている。

【００３４】シリンダブロック３０はその上部にポンプ
ハウジング２０に対する取付面３２が平面状に形成され
る。一方、ポンプハウジング２０はその下部にシリンダ
ブロック３０に対する取付面１１が平面状に形成され
る。

【００３５】ポンプハウジング２０の各ポンプポート２
８，２９は取付面１１に開口し、シリンダチューブ３０
には各ポンプポート２８，２９に連通して上下方向に延
びる一対の通孔３８，３９が形成される。

【００３６】ポンプハウジング２０とシリンダチューブ
３０の間には各ポンプポート２８，２９の開口部を囲む
ようにしてシールリング１２，１３が介装され、この部
分の密封がはかられる。

【００３７】その断面外形が略矩形をしたシリンダチュ
ーブ３０は、取付面３２の両側に一対の角部２４，２５
を有し、各角部２４，２５に各シリンダ側孔３４，３５
がそれぞれ形成される。

【００３８】各シリンダ側孔３４，３５はシリンダ部３
１と略平行に延びて各油室６，７に連通するシリンダ側
孔３４は通孔３８とロッド側油室６に連通し、ロッド側
油通路８を画成する。シリンダ側孔３５は通孔３９とエ
ンド側油室７に連通し、エンド側油通路９を画成する。

【００３９】図２において、ポンプハウジング２０のポ
ンプ室２１の上方に一対のバルブ孔５６，５７が形成さ
れ、各バルブ孔５６，５７にチェック弁１４，１５が介
装される。バルブ孔５６は通孔５４を介してポンプポー
ト２８に連通し、バルブ孔５７は通孔５５を介してポン
プポート２９に連通する。バルブ孔５６と５７は通孔５
８を介してタンク３に連通する。互いに同軸上に延びる
バルブ孔５６，５７はポンプハウジング２０を貫通して
形成され、それぞれの開口端は栓体６７，６８を介して
閉塞される。

【００４０】ポンプハウジング２０はシリンダチューブ
３０に６本のボルト１９を介して締結される。ポンプハ
ウジング２０に各ボルト１９が貫通する穴２７が形成さ
れる一方、シリンダチューブ３０に各ボルト１９を螺合
させるネジ穴３３が形成される。

【００４１】ポンプハウジング２０は各ボルト１９の頭
部を着座させる座面２６を有し、各座面２６はポンプ室
２１より低い位置に形成される。つまり、各座面２６は
ポンプ室２１の内壁よりポンプハウジング２０のシリン
ダチューブ３０に対する取付面１１に距離Ｓだけ近づけ
て形成される。

【００４２】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。

【００４３】図２においてギア２２が時計回り方向に回
転し、ギア２３が反時計回り方向に回転すると、作動油
がポンプポート２８からポンプポート２９へと送られ、
油圧アクチュエータ１が伸張する。この油圧アクチュエ
ータ１の伸張時、ロッド側油室６の作動油がロッド側油
通路８を通って油圧ポンプ２に吸い込まれ、油圧ポンプ
２から吐出される作動油がエンド側油通路９を通ってエ
ンド側油室７に圧送される。このとき、チェック弁１５
が閉弁する一方、チェック弁１４が開弁し、タンク３か
らピストンロッド１６の体積分の作動油が通孔５８、バ
ルブ孔５６、通孔５４、ロッド側油通路８、油圧ポンプ
２、エンド側油通路９を通ってエンド側油室７に供給さ
れる。

【００４４】図２においてギア２２が反時計回り方向に
回転し、ギア２３が時計回り方向に回転すると、作動油
がポンプポート２９からポンプポート２８へと送られ、
油圧アクチュエータ１が収縮する。この油圧アクチュエ
ータ１の収縮時、エンド側油室７の作動油がエンド側油
通路９を通って油圧ポンプ２に吸い込まれ、油圧ポンプ
２から吐出される作動油がロッド側油通路８を通ってロ
ッド側油室６に圧送される。このとき、チェック弁１４
が閉弁する一方、チェック弁１５が開弁し、ピストンロ
ッド１６の侵入体積分の作動油がエンド側油室７からエ
ンド側油通路９、通孔５５、バルブ孔５７、通孔５８を
通ってタンク３に流入する。

【００４５】チェック弁１４，１５は各ポンプポート２
８，２９のうち一方の圧力が上昇するのに伴ってタンク
３に対して一方を閉塞し他方を連通させる構造のため、
油圧回路の簡素化がはかれる。また、チェック弁１４，
１５をギア２２，２３と並んでポンプハウジング２０に
収容することにより、装置のコンパクト化がはかれる。

【００４６】各シリンダ側孔３４，３５はシリンダ部３
１と略平行に延び、ポンプハウジング２０の各ポンプポ
ート２８，２９を各油室６，７に連通するロッド側油通
路８とエンド側油通路９を画成するため、油圧ポンプ２
と油圧アクチュエータ１を結ぶ外部配管が不要となる。
外部配管を無くして装置のコンパクト化がはかれるとと
もに、外部配管を損傷させる心配がなくなり、取り扱い
が容易になる。

【００４７】また、シリンダチューブ３０の角部２４，
２５は、それぞれの内部に各シリンダ側孔３４，３５が
形成され、ロッド側油通路８とエンド側油通路９を画成
する通路壁部を構成するため、通路壁部の剛性が十分に
確保され、油圧ポンプ２に生じる脈動圧によって通路壁
部が振動することが抑えられ、騒音の低減がはかれる。

【００４８】シリンダチューブ３０のポンプハウジング
２０に対する取付面３２の両側に延びる各角部２４，２
５に各シリンダ側孔３４，３５をそれぞれ形成したこと
により、シリンダチューブ３０の大型化が抑えられる。

【００４９】ポンプハウジング２０の取付面１１に対し
てボルト１９を着座させる座面２６をポンプ室２１より
近づける構造のため、ボルト１９を介してポンプハウジ
ング２０に生じる歪みの影響をポンプ室２１が受けるこ
とを抑えられる。このため、各ギア２２，２３を収装す
るポンプ室２１の容積が制約されることがなく、ポンプ
押しのけ容積を大きくできる。

【００５０】次に他の実施の形態として、図４に示すよ
うに、シリンダチューブ３０は各シリンダ側孔３４，３
５が形成されない角部をシリンダ部３１に沿って直線状
に削除した面取り部６５，６６を形成してもよい。

【００５１】この場合、シリンダチューブ３０は六角形
の断面外形を持ち、角部を削除した分だけ軽量化とコン
パクト化がはかれる。

【００５２】また、シリンダチューブ３０は各シリンダ
側孔３４，３５が形成されない角部を円弧状の断面外形
を持って削除してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す側面図。

【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】同じく油圧回路図。

【図４】他の実施の形態を示す断面図。

【図５】従来例を示す側面図。

【図６】他の従来例を示す側面図。

【符号の説明】

１ 油圧アクチュエータ ２ 油圧ポンプ ３ タンク ４ 電動機 ８ ロッド側油通路 ９ エンド側油通路 １１ 取付面 １４ チェック弁 １５ チェック弁 ２０ ポンプハウジング ２１ ポンプ室 ２６ 座面 ２８ ポンプポート ２９ ポンプポート ３０ シリンダチューブ ３１ シリンダ部 ３２ 取付面 ３４ シリンダ側孔 ３５ シリンダ側孔 ３６ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高井 勉 東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易 センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 石井 政好 東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易 センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 塩谷 晴彦 東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易 センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H089 BB27 CC01 DA14 DB33 GG02 HH29 JJ20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動油を加圧する油圧ポンプと、 前記油圧ポンプを駆動する電動機と、 前記油圧ポンプから導かれる作動油圧により作動する油
   圧アクチュエータとを備え、 前記油圧ポンプと前記電動機および前記油圧アクチュエ
   ータをユニット化するパワーパッケージにおいて、 前記油圧ポンプのポンプ機構を収容するポンプハウジン
   グと、 前記油圧アクチュエータのピストンを収容して油室を画
   成するシリンダ部を有するシリンダチューブとを備え、 前記ポンプハウジングを前記シリンダチューブに結合
   し、 前記シリンダチューブに前記シリンダ部と略平行に延び
   て前記油室に連通するシリンダ側孔を形成し、 前記ポンプハウジングに前記油圧ポンプからの作動油を
   前記シリンダ側孔に導くポンプポートを形成したことを
   特徴とするパワーパッケージ。
2. 【請求項２】前記油圧アクチュエータの前記シリンダ部
   に前記ピストンを介してロッド側油室とエンド側油室を
   画成し、 前記シリンダチューブは前記ポンプハウジングに対する
   取付面の両側に前記シリンダ部と略平行に延びる一対の
   角部を有し、 前記各角部に一対のシリンダ側孔をそれぞれ形成し、 前記ポンプハウジングに前記油圧ポンプからの作動油を
   前記各シリンダ側孔に導く一対の前記ポンプポートを形
   成したことを特徴とする請求項１に記載のパワーパッケ
   ージ。
3. 【請求項３】前記シリンダチューブは前記シリンダ側孔
   が形成されない前記角部を削除したことを特徴とする請
   求項１または２に記載のパワーパッケージ。
4. 【請求項４】前記ポンプハウジングを前記シリンダチュ
   ーブに締結するボルトを備え、 前記ポンプハウジングに前記シリンダチューブに対する
   取付面と、 前記ボルトに対する座面と、 前記油圧ポンプの前記ギアを収容するポンプ室とを形成
   し、 前記取付面に対して前記座面を前記ポンプ室より近づけ
   たことを特徴とする請求項２または３に記載のパワーパ
   ッケージ。
5. 【請求項５】前記ポンプハウジングの前記各ポンプポー
   トに連通して作動油を溜めるタンクを備え、 前記タンクに対して前記各ポンプポートのうち圧力が上
   昇する一方を閉塞し他方を連通させるチェック弁を備え
   たことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記
   載のパワーパッケージ。
6. 【請求項６】前記ポンプハウジングの前記ポンプ室に互
   いに外接噛み合う一対の前記ギアを収容し、 前記各ギアを挟むように前記各ポンプポートを形成し、 前記ポンプハウジングに前記各ポンプポートを結び前記
   チェック弁を収容するバルブ孔を形成し、 前記チェック弁を前記ギアと並んで前記ポンプハウジン
   グに収容したことを特徴とする請求項５に記載のパワー
   パッケージ。