JP2007107445A - 油圧発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク一体型ピストンポンプの作動油の温度上昇を防止して、作動油の汚染、劣化を回避する油圧発生装置を提供する。
【解決手段】タンク一体型ピストンポンプ２０をベースプレート６４に取り付ける。タンク一体型ピストンポンプ２０の接続口（図示しない）の両端に配管６３ａ〜６３ｄを接続する。接続口に螺着した配管６３ａには、ベースプレート６４に配設された潤滑ポンプ６５が接続されている。さらに、潤滑ポンプ６５は配管６３ｂを介してベースプレート６４に配設されたフィルター６６に接続され、該フィルター６６が配管６３ｃを介してベースプレート６４に設けられたファンクーラー６７の入口側に連通している。ファンクーラー６７の出口側が配管６３ｄにより接続口に取り付けられた開閉弁６２に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業機械等の油圧源として用いられる外部ドレンタイプのポンプとタンクを一体としたタンク一体型ピストンに関し、さらに詳細には、圧力流体である作動油の汚染、劣化を防止する油圧発生装置に関する。

従来、小型アクチュエータの油圧駆動源として、ポンプ、タンク、制御弁で構成される油圧パッケージ、さらに電動機を取り付けた油圧パッケージされた油圧発生装置が種々提案されている。
例えば、タンク一体型ピストンポンプ１は、入力回転軸２、シリンダブロック３、ピストン５、斜板８、バルブプレート９等のポンプアッセンブリを、前フランジ１１、前ケース１２、後フランジ１３で挟持し、さらに、後フランジ１３の反前ケース側面１３ｂに後ケース１４を設け、さらに後フランジ１３に吸入口１６、吐出口１７ａ，戻り口１７ｂを設け、上外側面に空気抜き１８を設ける。シリンダブロック３さらにはピストン５及び斜板８にわたって筒１９を設け、該筒１９の上部に開口部２０を設ける。戻り口１７ｂは連通穴１５に連通させている技術が本出願人によって提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３６７４４号公報（図１）

本発明は、前記本出願人に係るタンク一体型ピストンポンプに関連してなされたもので、
高圧での連続保圧で運転による作動油の温度上昇による汚染、劣化を防止することが可能な油圧発生装置を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は、入力回転軸と、
前記入力回転軸に係合され該入力回転軸と共に回転可能に支持されたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの軸回りに複数個配設されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌合されたピストンと、
前記ピストンを前記シリンダより外側に付勢するばね部材と、
前記ピストンの先端部が摺動する斜板と、
前記シリンダブロックの反前記斜板側に摺接し前記シリンダの吸排口が設けられたバルブプレートと、を、
前記入力回転軸が突出し前記斜板に当接する前フランジと、
前記バルブプレートが当接する後フランジと、
前記前フランジと後フランジとを連結する前ケースと、
により挟持し、
前記後フランジの反前記前ケース側面に設けられ前記後フランジを壁面として作動油を貯留する後ケースと、
前記後フランジに設けられた前記前ケースと前記後ケースとを連通する連通穴を介して前記前ケースと前記後ケースとでタンクを形成し、
前記後フランジには前記前又は後ケース面側に開口する吸入口と、
外側面に外部の配管と接続可能にされた少なくとも一以上に接続口が設けられ、前記前又は後ケース又は前記後フランジのいずれかの上外側面に設けられた空気抜きと、
を備えたタンク一体型ピストンポンプであって、
前記タンクの一側接続口と他側接続口とを連通する連通路に配設され前記タンク内の作動油を前記一側接続口より前記他側接続口に流入し、該作動油を循環する循環ポンプと、
前記循環ポンプに連通され前記作動油を濾過するフィルターと、
前記フィルターに連通し前記作動油を冷却するクーラと、
を有することを特徴とする。
本発明によれば、一体型ピストンポンプの作動により発生する熱によるタンクに収納される作動油の温度上昇を防止することにより、ポンプ効率の向上、作動油の汚染、劣化を防止し、ポンプの寿命を延伸することができ、高圧状態での連続運転が可能になり、省スペースを維持することができる。
さらに、作動油の温度上昇を回避するためのタンク容積の拡大が不要になるので、コストアップを抑えることができる。

本発明によれば、ポンプ効率の向上、作動油の汚染、劣化を防止し、ポンプの寿命を延伸することができ、高圧状態での連続運転が可能になり、省スペースを維持することができる。さらに、作動油の温度上昇を回避するためのタンク容積の拡大が不要になるので、コストアップを抑えることができる。

本発明の実施の形態に係わる油圧発生装置について図面により詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を示す油圧発生装置１０の概略外形を示す斜視図である。図１において、油圧発生装置１０は、基本的にはタンク一体型ピストンポンプ２０と、作動油を濾過する作動油濾過部６０とを、備える。
図２はタンク一体型ピストンポンプ（以下、ピストンポンプという）２０の略縦断面図を示す。ピストンポンプ２０は、駆動源である電動機２１と、ポンプ部２２と、前記電動機２１及びポンプ部２２とを連結する連結手段２３とを、備える。
ポンプ部２２は、入力回転軸２４とスプライン結合され回転可能なシリンダブロック２５と、該シリンダブロック２５に設けた複数個のシリンダ２６に軸方向に摺動するピストン２７と、該ピストン２７の先端部であるピストンシュー２８とで構成されるピストンシューアッセンブリ３０を備え、回転と共に斜板３１の摺接面３１ａをピストンシュー２８を介してピストン２７が摺動することで該ピストン２７が軸方向に往復運動し、作動油（図示しない）の吸排を行うようにされている。

シリンダブロック２５の反斜板３１側には、該シリンダブロック２５に摺接し、シリンダブロック２５の回転により作動油を吸排する吸入側と排出側に振り分ける吸排口３２ａ，３２ｂが設けられたバルブプレート３３が設けられている。シリンダ２６とピストン２７との間にはスプリング（ばね部材）３４が設けられており、ピストン２７を斜板３１側へ付勢する機能を有する。斜板３１、ピストン２７、シリンダブロック２５及びバルブプレート３３は、前フランジ３５と、前ケース３６と、後フランジ３７とが一体に固定されている。
前フランジ３５と後フランジ３７との間で軸方向に回転軸スプリング３８によりシリンダブロック２５がバルブプレート３３側に付勢された状態で軸方向に挟持持されている。前フランジ３５には斜板３１が当接し、さらに入力回転軸２４が貫通しており、該入力回転軸２４を回転支持するボールベアリング３９とオイルシール４０が順次設けられ、入力回転軸２４が突出しており、入力回転軸２４が電動機２１の駆動軸４１にカップリング４２を介して接続されている。

前ケース３６と前フランジ３５は鉄あるいはアルミニウム鋳物等で一体に製作されている。前ケース３６は後フランジ３７とインローで嵌合し、図示しないボルトで固定されている。後フランジ３７にはバルブプレート３３が当接し、該バルブプレート３３からの吐出油（作動油）を外部へ供給する吐出油路４３が内部に設けられ、外側面に吐出口４４ａが設けられている。後フランジ３７の反前ケース３６側面には、後フランジ３７を壁面として作動油を貯留する後ケース４５が設けられている。後フランジ３７には前ケース３６と後ケース４５とを連通する連通穴４６が設けられており、前ケース３６、後フランジ３７、後ケース４５とでタンク４７を形成している。後フランジ３７には後ケース面側４８ｂに開口する吸入口４９が設けられ、バルブプレート３３の吸入側３２ａと連通されている。

また、外部からの戻り油（作動油）の配管６３ａ〜６３ｄ（図１参照）を接続するための戻り口４４ｂが後フランジ外側面４８ｃに設けられ、連通穴４６と連通するように設けられている。さらに、空気抜き５２が前ケース３６の上部に設けられ、シリンダブロック２５、ピストン２７及び斜板３１にわたって周囲に薄肉の鉄板を筒状に巻いた筒５３が設けられている。筒５３の上部には小径穴の開口部５４が設けられている。筒５３は前フランジ３５と後フランジ３７の前ケース側４８ａの凸部５５ａ，５５ｂに嵌合させ、該筒５３を確実に保持するとともに、位置決めピン５６により回転不能に固定され、該位置決めピン５６により開口部５４が確実に上部の空気抜き５２に指向するように設けられている。この場合、筒５３の外部と内部との作動油の出入りは、開口部５４で行われる。

入力回転軸２４を回転させシリンダブロック２５が回転すると斜板３１によりピストン２７が出入りし、後ケース４５に開口する吸入口４９から吸入路５７、バルブプレート吸入側３２ａより作動油を吸入し、シリンダブロック２５の回転により作動油を圧縮し、バルブプレート吐出側３２ｂ、吐出油路４３を通って作動油が吐出口４４ａより圧油として外部に供給される。外部からの戻り油は戻り口４４ｂ、連通穴４６を通って、タンク４７内に戻される。なお、制御バルブ類（図示しない）は外部に設けるが、後フランジ３５に取付け、又は組み込むことにより回路を構成してもよいのはいうまでもない。

図１及び図３に示すように、作動油濾過部６０はタンク４７の下部に設けられた接続口５９ａ，５９ｂ（図２参照）に配管６３ａ〜６３ｄを螺着し、該接続口５９ａ，５９ｂを配管６３ａ〜６３ｄにより連通する。この場合、接続口５９ａはタンク４７に収納した作動油（図示しない）の吸込み口であり、接続口５９ｂは戻り口として機能する。
接続口５９ａには開閉弁６１が螺着され、該開閉弁６１に接続された配管６３ａには、ベースプレート６４に配設された潤滑ポンプ６５が接続されている。さらに、潤滑ポンプ６５は配管６３ｂを介してベースプレート６４に配設されたフィルター６６に接続され、該フィルター６６が配管６３ｃを介してベースプレート６４に設けられたファンクーラー（クーラ）６７の入口側に連通している。ファンクーラー６７の出口側が配管６３ｄにより接続口５９ｂに接合された開閉弁６２に接続されている。前記ファンクーラー６７は
、これに限定されず水冷クーラーでもよい。

本発明の実施の形態に係わる油圧発生装置１０は基本的には以上のように構成されるものであり、その動作及び作用効果について説明する。
電動機２１の駆動で連結手段２３を介して入力回転軸２４回転させシリンダブロック２５が回転すると斜板３１を介してピストン２７が軸方向に出入りし、後ケース４５に開口する吸入口４９から吸入路５７、バルブプレート吸入側３２ａより作動油を吸入し、シリンダブロック２５の回転により作動油を圧縮し、バルブプレート吐出側３２ｂ、吐出油路４３を通って圧油が吐出口４４ａより作動油を外部に供給する。外部からの戻り油は戻り口４４ｂ、連通路４６を通ってタンク４７内に戻される。
一方、タンク４７内の作動油は潤滑ポンプ６５の駆動により、熱発生源であるポンプのシリンダ２６の周りの近傍になるよう配置を工夫した吸込み口５９ａより開閉弁６１、配管６３ａ内に供給され、潤滑ポンプ６５、配管６３ｂを介してフィルター６６において濾過されてから配管６３ｃよりファンクーラー６７で所定温度に冷却された後に配管６３ｄ内を流れて開閉弁６２、接続口５９ｂを経てタンク４７内に戻る。このように、タンク４７に収納された作動油はポンプ作動により外部に吐出され油圧機器を作動した後に、タンク４７に戻されるが、ポンプ作動により作動油の温度上昇を防止するためにタンク４７内の作動油を潤滑ポンプ６５により循環させ、かつフィルター６６により濾過し、ファンクーラー６７に冷却している。

図４は、図１に示す油圧発生装置１０を立設して使用する第二の実施の形態に係わる油圧発生装置７０の概略を示す斜視図で、図４中、図１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。以下、同様とする。
図５は、油圧発生装置７０のタンク一体型ピストンポンプ８０の略縦断面図を示し、図５中、図２の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付する。
図４及び図５に示すように、タンク一体型ピストンポンプ８０は、電動機２１が下方に、タンク４７が電動機２１に対して上方に位置してベースプレート６４に設けられている。
これにより、空気抜き５２はタンク４７の上部に設けられ、作動油濾過部６０の開閉弁６１（図２参照）は前ケース３６の接続口８１ａに接続され、開閉弁６２は前ケース３８の接続口８１ｂに接続される。

本発明によれば、作動油の温度を下げるためにタンク容量を大きくしたり、一体型を止めて、ポンプとタンクとを夫々個別に設けることを回避することができ、省スペースを維持したままコストアップを最小限に抑えることができる。

本発明の第一の実施の形態に係わる油圧発生装置の概略を示す斜視図である。 図１のタンク一体型ピストンポンプの略縦断面図である。 本発明の実施の形態に係わる油圧発生装置の側面図である。 本発明の第二の実施の形態に係わる油圧発生装置の概略を示す斜視図である。 図４のタンク一体型ピストンポンプの略縦断面図である。

符号の説明

１０、７０ 油圧発生装置 ２０、８０ タンク一体型ピストンポンプ
２１ 電動機 ２２ ポンプ部
２４ 入力回転軸 ２５ シリンダブロック
２６ シリンダ ２７ ピストン
２８ ピストンシュー ３０ ピストンアッセンブリ
３１ 社板 ３３ バルブプレート
３２ａ 吸排口（吸込口） ３２ｂ 吸排口（吐出口）
３４ 回転軸スプリング ３５ 前フランジ
３６ 前ケース ３７ 後フランジ
４４ａ 吐出口 ４４ｂ 戻り口
４５ 後ケース ４６、４６ 連通穴
４７ タンク ４８ａ 後フランジの前ケース側面
４８ｂ 後フランジの反前ケース側面（後フランジの後ケース面側）
４８ｃ 後フランジ外側面 ４９ 吸入口
５２ 空気抜き ５３筒
５４ 開口部 ５７ 吸入路
６０ 作動油濾過部
６１，６２ 開閉弁 ６３ａ〜６３ｄ 配管
６４ ベースプレート ６５ 潤滑ポンプ
６６ フィルター ６７ ファンクーラー

Claims (1)

1. 入力回転軸と、
   前記入力回転軸に係合され該入力回転軸と共に回転可能に支持されたシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの軸回りに複数個配設されたシリンダと、
   前記シリンダ内に摺動可能に嵌合されたピストンと、
   前記ピストンを前記シリンダより外側に付勢するばね部材と、
   前記ピストンの先端部が摺動する斜板と、
   前記シリンダブロックの反前記斜板側に摺接し前記シリンダの吸排口が設けられたバルブプレートと、を、
   前記入力回転軸が突出し前記斜板に当接する前フランジと、
   前記バルブプレートが当接する後フランジと、
   前記前フランジと後フランジとを連結する前ケースと、
   により挟持し、
   前記後フランジの反前記前ケース側面に設けられ前記後フランジを壁面として作動油を貯留する後ケースと、
   前記後フランジに設けられた前記前ケースと前記後ケースとを連通する連通穴を介して前記前ケースと前記後ケースとでタンクを形成し、
   前記後フランジには前記前又は後ケース面側に開口する吸入口と、
   外側面に外部の配管と接続可能にされた少なくとも一以上に接続口が設けられ、前記前又は後ケース又は前記後フランジのいずれかの上外側面に設けられた空気抜きと、
   を備えたタンク一体型ピストンポンプであって、
   前記タンクの一側接続口と他側接続口とを連通する連通路に配設され前記タンク内の作動油を前記一側接続口より前記他側接続口に流入し、該作動油を循環する循環ポンプと、
   前記循環ポンプに連通され前記作動油を濾過するフィルターと、
   前記フィルターに連通し前記作動油を冷却するクーラと、
   を有することを特徴とする油圧発生装置。

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