JP2010101201A - ポンプユニットのベース - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ本体取付部およびモータ取付部を連結する連結部を最小限の部材で構成しつつ十分な曲げ強度やねじり強度を確保し、限界まで軽量化しつつ、しかもベースに要求される機械的強度を満足することのできるポンプユニットのベースを供給する。
【解決手段】ポンプ本体取付部２０とモータ取付部２２と連結部２４とを備えるポンプユニット１２のベース１０において、連結部２４を、一対の連結部材５０ａ、５０ｂ、および一対の傾斜連結部材５２ａ、５２ｂで構成し、一対の連結部材５０ａ、５０ｂにおける縦幅を、モータ取付部２２側よりもポンプ本体取付部２０側において長く形成し、一対の傾斜連結部材５２ａ、５２ｂにおける縦幅を横幅よりも長く形成することにより、上記課題を解決することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプユニットが取り付けられるベースに関する。

ダイカストマシンなどの油圧機械には、圧油を高い圧力で供給するためのポンプユニットが設けられており、このポンプユニットは、一般に、ポンプ本体の駆動軸とモータの出力軸とがカップリング等を介して連結された状態で、鋳物等で形成されたベースの上面に取り付けられており（例えば、特許文献１）、ポンプユニットが取り付けられるベースは、ポンプ本体が取り付けられるポンプ本体取付部と、モータが取り付けられるモータ取付部とを備えている。

従来のベース１は、図７〜図９に示すように、平面視四角形状のポンプ本体取付部２と、同じく平面視四角形状のモータ取付部３と、ポンプ本体取付部２およびモータ取付部３を連結する連結部４とで構成されており、ベース１における上下縁部５ａ、５ｂの縦幅は、中央平面部５ｃ等の縦幅に比べて長く形成されている（図８）。

なお、モータＹの大きさは、ポンプ本体Ｘの大きさよりも大きいことが一般的であることから、ベース１においても、モータ取付部３の大きさがポンプ本体取付部２の大きさよりも大きく形成されている。このため、連結部４の形状は、ポンプ本体取付部２側端辺よりもモータ取付部３側端辺の方が長い平面視台形状になっている。
特開平６−４２５０１号公報

ところが、近年、鉄鋼など原料の価格高騰の影響を受け、ポンプユニットのベースにも、単に機械的強度を満足するだけではなく、機械的強度を満足しつつ、より軽量化することが求められている。

すなわち、上述したベース１は、ポンプユニットのベースとして要求される機械的強度を満足しているものの、軽量化という点では、未だ満足できるものではなかった。

本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、限界まで軽量化しつつ、しかもベースに要求される機械的強度を満足することのできるポンプユニットのベースを供給することにある。

請求項１に記載した発明は、「平面視四角形状に形成されており、ポンプユニット１２のポンプ本体１４が取り付けられるポンプ本体取付部２０と、
平面視四角形状に形成されるとともに、前記ポンプ本体取付部２０に並べて配設されており、前記ポンプユニット１２のモータ１６が取り付けられるモータ取付部２２と、
前記ポンプ本体取付部２０および前記モータ取付部２２を連結する連結部２４とを備えており、
前記連結部２４は、
前記ポンプ本体取付部２０における、前記モータ取付部２２に対向するポンプ本体側辺３２ｂの一方端３２ｂ１と、前記モータ取付部２２における、前記ポンプ本体取付部２０に対向して前記ポンプ本体側辺３２ｂよりも長いモータ側辺４０ａの一方端４０ａ１とを連結する第１連結部材５０ａ、
前記ポンプ本体側辺３２ｂの他方端３２ｂ２と、前記モータ側辺４０ａの他方端４０ａ２とを連結する第２連結部材５０ｂ、
前記ポンプ本体側辺３２ｂの一方端３２ｂ１と、前記モータ側辺４０ａの他方端４０ａ２とを連結する第１傾斜連結部材５２ａ、および
前記ポンプ本体側辺３２ｂの他方端３２ｂ２と、前記モータ側辺４０ａの一方端４０ａ１とを連結する第２傾斜連結部材５２ｂを備えており、
前記第１連結部材５０ａおよび前記第２連結部材５０ｂの縦幅は、前記モータ取付部２２側よりも前記ポンプ本体取付部２０側の方が長く形成されており、
前記第１傾斜連結部材５２ａおよび前記第２傾斜連結部材５２ｂの縦幅は、横幅よりも長く形成されていることを特徴とするポンプユニットのベース１０」である。

ポンプ本体１４が取り付けられたポンプ本体取付部２０、およびモータ１６が取り付けられたモータ取付部２２は、それぞれポンプ本体１４あるいはモータ１６と一体になり、大きな応力を加えても変形しない「剛体」と考えることができるので、ベース１０に作用する応力、例えば、何らかのトラブルによってポンプ本体１４の駆動軸１４ａがロック状態となったとき、モータ１６の出力軸１６ａから出力される大きなトルク（回転力）に起因して、ポンプ本体取付部２０をモータ取付部２２に対してモータ１６の回転方向にねじる「ねじり応力Ｔ」は、ポンプ本体取付部２０とモータ取付部２２とを連結する連結部２４に対して集中的に作用することになる。

モータ側辺４０ａは、ポンプ本体側辺３２ｂよりも長く（つまり、ポンプ本体側辺３２ｂの方が短く）形成されていることから、上記「ねじり応力Ｔ」が連結部２４に作用すると、第１および第２連結部材５０ａ、５０ｂは、ポンプ本体取付部側端５０ａ１、５０ｂ１の方が、モータ取付部側端５０ａ２、５０ｂ２よりも大きくねじられる。同時に、当該「ねじり応力Ｔ」は、第１傾斜連結部材５２ａあるいは第２傾斜連結部材５２ｂのいずれか一方に対する縦幅方向への「曲げ応力」として作用するので、傾斜連結部材５２ａあるいは５２ｂのポンプ本体取付部２０側端５２ａ１、５２ｂ１は、ベース１０の縦幅方向に曲げられる。

これに対し（図６参照）、第１連結部材５０ａおよび第２連結部材５０ｂの縦幅は、モータ取付部２２側よりもポンプ本体取付部２０側の方が長く形成されているので、連結部材５０ａ、５０ｂ全体を軽量化しつつ、連結部材５０ａ、５０ｂにおけるモータ取付部２２側の断面二次モーメント（応力に対する変形しにくさを表す値であり、値が大きいほど変形しにくい）よりもポンプ本体取付部２０側の断面二次モーメントを大きくして上記「ねじり」に対応できるとともに連結部材５０ａ、５０ｂとポンプ本体側辺３２ｂとの連結部分への応力集中を回避することができ、加えて、第１傾斜連結部材５２ａおよび第２傾斜連結部材５２ｂは、上記「曲げ応力」が作用する縦幅が、横幅よりも長く形成されているので、横幅を短くして傾斜連結部材５２ａ、５２ｂ全体を軽量化しつつ、上記「曲げ応力」に耐えることのできる断面二次モーメントを確保することができる。なお、モータ１６の回転方向として、ポンプ本体１４の仕様等により、時計回りあるいは反時計回りが選択されるが、どちらを選択したとしても、一対の傾斜連結部材５２ａ、５２ｂのどちらかで「ねじり」に対応することができる。

このように、本発明によれば、連結部を構成する一対の連結部材および一対の傾斜連結部材の全体を軽量化しつつ、各部材を互いに連携させて「ねじり応力」に耐えられるようにしているので、限界まで軽量化しつつ、しかもベースに要求される機械的強度を満足することのできるポンプユニットのベースを供給することができる。

以下、本発明を図示実施例に従い説明する。本発明に係るベース１０は、ポンプユニット１２を取り付けるためのものであり、ダイカストマシンＭ（もちろん、ダイカストマシンに限られず、他の油圧機械であってもよい。）の側面下方に固定されている。図１は、ベース１０にポンプユニット１２を取り付けた状態を示す正面図であり、図２は、ベース１０の平面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。また、図５は、図２における連通部（後述）およびその周辺を拡大した図である。

ベース１０に取り付けられるポンプユニット１２について簡単に説明すると、ポンプユニット１２は、大略、ポンプ本体１４と、ポンプ本体１４を駆動するためのモータ１６と、ポンプ本体１４の側面から突出する駆動軸１４ａおよび当該駆動軸１４ａに対向するモータ１６の側面から突出する出力軸１６ａを連結するためのカップリング１８とで構成されている。

ベース１０は、ポンプ本体取付部２０と、モータ取付部２２と、連結部２４とで構成されている。

ポンプ本体取付部２０は、ポンプユニット１２のポンプ本体１４が取り付けられる平面視四角形状部分であり、ポンプ本体１４をボルト２６で固定するためのネジ穴２８が天面に設けられ、図２中において左右方向に延びる一対の横枠材３０ａ、３０ｂと、横枠材３０ａにおける長手方向の一方端（以下、「枠材」の一方端あるいは他方端は、「枠材」の長手方向を基準する。）と横枠材３０ｂの一方端とを連結する縦枠材３２ａと、横枠材３０ａの他方端と横枠材３０ｂの他方端とを連結する縦枠材３２ｂとを備えており、各枠材３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂがそれぞれポンプ本体取付部２０を構成する一辺となる。以下では、モータ取付部２２に対向する辺（＝縦枠材３２ｂ）を「ポンプ本体側辺３２ｂ」ともいう。

また、横枠材３０ａ、３０ｂおよび縦枠材３２ａ、３２ｂで囲まれた内側には、横枠材３０ａの一方端と横枠材３０ｂの他方端とを連結し、横枠材３０ａの他方端と横枠材３０ｂの一方端とを連結する一対の斜材３４ａ、３４ｂが、中央でクロスするＸ字状にて一体的に設けられている。

モータ取付部２２は、平面視四角形状に形成された、モータ１６が取り付けられる部分であり、モータ１６の大きさに合わせて、ポンプ本体取付部２０よりも大きく形成されている。このモータ取付部２２は、モータ１６をボルト（図示せず）で固定するためのネジ穴３６が天面に設けられ、図中において左右方向に延びる、断面略コ字状の一対の横枠材３８ａ、３８ｂと、横枠材３８ａの一方端と横枠材３８ｂの一方端とを連結する縦枠材４０ａと、横枠材３８ａの他方端と横枠材３８ｂの他方端とを連結する縦枠材４０ｂとを備えており、各枠材３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂがそれぞれモータ取付部２２を構成する一辺となる。以下では、ポンプ本体取付部２０に対向する辺（＝縦枠材４０ａ）をモータ側辺４０ａともいう。また、縦枠材４０ａは、上述したポンプ本体取付部２０を構成する辺の一つである縦枠材３２ｂよりも長く、かつ、縦枠材３２ｂに対向するように配設されている。

また、横枠材３８ａ、３８ｂおよび縦枠材４０ａ、４０ｂで囲まれた内側には、横枠材３８ａの一方端と横枠材３８ｂの他方端とを連結し、横枠材３８ａの他方端と横枠材３８ｂの一方端とを連結する一対の斜材４２ａ、４２ｂが、中央でクロスするＸ字状にて一体的に設けられている。

また、横枠材３８ａ、３８ｂの一方端および他方端における外側には、モータ取付部２２を据付ボルト５６でダイカストマシンＭに取り付けるための孔４４が設けられたブラケット４６がそれぞれ突設されている。

さらに、横枠材３８ａ、３８ｂの一方端部および他方端部は上方に突出しており、その突出部分３８ａ１、３８ｂ１には、外側面から内側面に貫通するネジ孔４８が設けられている（図３参照）。これらネジ孔４８に対して外側から内側に向けて押しボルト（図示せず）がねじ込まれており、当該押しボルトのねじ込み量を調節することにより、モータ１６の取付位置を微調整することができるようになっている。

連結部２４は、ポンプ本体取付部２０およびモータ取付部２２を連結する部分であり、縦枠材３２ｂの一方端３２ｂ１（図５中の上側端）と、縦枠材４０ａの一方端４０ａ１（図５中の上側端）とを連結する第１連結部材５０ａ、縦枠材３２ｂの他方端３２ｂ２（図５中の下側端）と、縦枠材４０ａの他方端４０ａ２（図５中の下側端）とを連結する第２連結部材５０ｂ、縦枠材３２ｂの一方端３２ｂ１と、縦枠材４０ａの他方端４０ａ２とを連結する第１傾斜連結部材５２ａ、および縦枠材３２ｂの他方端３２ｂ２と、縦枠材４０ａの一方端４０ａ１とを連結する第２傾斜連結部材５２ｂを備えている。

また、第１連結部材５０ａの天面および第２連結部材５０ｂの天面には、それぞれ略三角形状の補強部５４が一体的に取り付けられており、連結部材５０ａ、５０ｂの縦幅は、モータ取付部２２側よりもポンプ本体取付部２０側の方が長く形成されている。

なお、本実施例では、連結部材５０ａ、５０ｂの縦幅は、連結部材５０ａ、５０ｂの中程ややモータ取付部２２よりの位置からポンプ本体取付部２０に向けて徐々に長くなるように設定されているが、もちろん、連結部材５０ａ、５０ｂのモータ取付部２２側端部からポンプ本体取付部２０に向けて徐々に長くなるように設定してもよく、また、ポンプ本体取付部２０側端部だけが長くなるように設定してもよい。

次に、本実施例に係るポンプユニット１２のベース１０の作用効果について説明する。まず、ボルト２６を用いて、ベース１０のポンプ本体取付部２０にポンプユニット１２のポンプ本体１４を固定する。そして、ベース１０のモータ取付部２２にモータ１６を載置し、モータ取付部２２のネジ孔４８にねじ込まれた押しボルトのねじ込み量を調節して、モータ１６の出力軸１６ａの軸心とポンプ本体１４の駆動軸１４ａの軸心とを一致させた後、モータ１６を固定する。最後に、モータ１６の出力軸１６ａとポンプ本体１４の駆動軸１４ａとをカップリング１８で連結することにより、ポンプユニット１２のベース１０への取り付けが完了する。

ポンプユニット１２が取り付けられたベース１０は、モータ取付部２２の横枠材３８ａ、３８ｂから突設されたブラケット４６の孔４４に据付ボルト５６を挿通してダイカストマシンＭに取り付けられる。

ダイカストマシンＭを稼働させ、モータ１６に電力が供給されると、モータ１６の出力軸１６ａが回転し、カップリング１８を介してモータ１６からのトルク（回転力）がポンプ本体１４に伝達され、加圧された圧油がダイカストマシンの射出シリンダ等（図示せず）に供給される。

ポンプ本体１４が取り付けられたポンプ本体取付部２０、およびモータ１６が取り付けられたモータ取付部２２は、それぞれポンプ本体１４あるいはモータ１６と一体になり、大きな応力を加えても変形しない「剛体」と考えることができるので、ベース１０に作用する応力、例えば、何らかのトラブルによってポンプ本体１４の駆動軸１４ａがロック状態となったとき、モータ１６の出力軸１６ａから出力される大きなトルク（回転力）に起因して、ポンプ本体取付部２０をモータ取付部２２に対してモータ１６の回転方向にねじる「ねじり応力Ｔ」は、ポンプ本体取付部２０とモータ取付部２２とを連結する連結部２４に対して集中的に作用することになる。

モータ側辺４０ａは、ポンプ本体側辺３２ｂよりも長く（つまり、ポンプ本体側辺３２ｂの方が短く）形成されていることから、上記「ねじり応力Ｔ」が連結部２４に作用すると、第１および第２連結部材５０ａ、５０ｂは、ポンプ本体取付部側端５０ａ１、５０ｂ１の方が、モータ取付部側端５０ａ２、５０ｂ２よりも大きくねじられる。同時に、当該「ねじり応力Ｔ」は、第１傾斜連結部材５２ａあるいは第２傾斜連結部材５２ｂのいずれか一方に対する縦幅方向への「曲げ応力」として作用するので、傾斜連結部材５２ａあるいは５２ｂのポンプ本体取付部２０側端５２ａ１、５２ｂ１は、ベース１０の縦幅方向に曲げられる。

これに対し（図６参照）、第１連結部材５０ａおよび第２連結部材５０ｂの縦幅は、モータ取付部２２側よりもポンプ本体取付部２０側の方が長く形成されているので、連結部材５０ａ、５０ｂ全体を軽量化しつつ、連結部材５０ａ、５０ｂにおけるモータ取付部２２側の断面二次モーメント（応力に対する変形しにくさを表す値であり、値が大きいほど変形しにくい）よりもポンプ本体取付部２０側の断面二次モーメントを大きくして上記「ねじれ」に対応できるとともに連結部材５０ａ、５０ｂとポンプ本体側辺３２ｂとの連結部分への応力集中を回避することができ、加えて、第１傾斜連結部材５２ａおよび第２傾斜連結部材５２ｂは、上記「曲げ応力」が作用する縦幅が、横幅よりも長く形成されているので、横幅を短くして傾斜連結部材５２ａ、５２ｂ全体を軽量化しつつ、上記「曲げ応力」に耐えることのできる断面二次モーメントを確保することができる。なお、モータ１６の回転方向として、ポンプ本体１４の仕様等により、時計回りあるいは反時計回りが選択されるが、どちらを選択したとしても、一対の傾斜連結部材５２ａ、５２ｂのどちらかで「ねじり」に対応することができる。

このように、ベース１０によれば、連結部２４を構成する一対の連結部材５０ａ、５０ｂおよび一対の傾斜連結部材５２ａ、５２ｂの全体を軽量化しつつ、各部材を互いに連携させて「ねじり応力Ｔ」に耐えられるようにしているので、限界まで軽量化しつつ、しかもベースに要求される機械的強度を満足することのできるポンプユニットのベースを供給することができる。

本発明に係るベースにポンプユニットを取り付けた状態を示す正面図である。 本発明に係るベースの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２における連結部およびその周辺を拡大した図である。 通常状態（実線）とねじり応力が作用した状態（二点鎖線線）とを示す連結部の斜視図である。 従来技術を示す正面図である。 図７に示す従来技術に係るベースの平面図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１０…ベース
１２…ポンプユニット
１４…ポンプ本体
１６…モータ
１８…カップリング
２０…ポンプ本体取付部
２２…モータ取付部
２４…連結部
２６…ボルト
２８…ネジ穴
３０ａ、３０ｂ…横枠材
３２ａ、３２ｂ…縦枠材（ポンプ本体側辺３２ｂ）
３４ａ、３４ｂ…斜材
３６…ネジ穴
３８ａ、３８ｂ…横枠材
４０ａ、４０ｂ…縦枠材（モータ側辺４０ａ）
４２ａ、４２ｂ…斜材
４４…孔
４６…ブラケット
４８…ネジ孔
５０ａ…第１連結部材
５０ｂ…第２連結部材
５２ａ…第１傾斜連結部材
５２ｂ…第２傾斜連結部材
５４…補強部
５６…据付ボルト

Claims (1)

1. 平面視四角形状に形成されており、ポンプユニットのポンプ本体が取り付けられるポンプ本体取付部と、
   平面視四角形状に形成されるとともに、前記ポンプ本体取付部に並べて配設されており、前記ポンプユニットのモータが取り付けられるモータ取付部と、
   前記ポンプ本体取付部および前記モータ取付部を連結する連結部とを備えており、
   前記連結部は、
   前記ポンプ本体取付部における、前記モータ取付部に対向するポンプ本体側辺の一方端と、前記モータ取付部における、前記ポンプ本体取付部に対向して前記ポンプ本体側辺よりも長いモータ側辺の一方端とを連結する第１連結部材、
   前記ポンプ本体側辺の他方端と、前記モータ側辺の他方端とを連結する第２連結部材、
   前記ポンプ本体側辺の一方端と、前記モータ側辺の他方端とを連結する第１傾斜連結部材、および
   前記ポンプ本体側辺の他方端と、前記モータ側辺の一方端とを連結する第２傾斜連結部材を備えており、
   前記第１連結部材および前記第２連結部材の縦幅は、前記モータ取付部側よりも前記ポンプ本体取付部側の方が長く形成されており、
   前記第１傾斜連結部材および前記第２傾斜連結部材の縦幅は、横幅よりも長く形成されていることを特徴とするポンプユニットのベース。

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