JP2017203392A - 往復動ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏心機構2によってプランジャ30を往復動させて高圧流体(Q)を吐出する往復動ポンプ1であって、偏心機構2は、駆動用モータ(M1)によって駆動される偏心軸21と、偏心軸21に対して一体として回転する偏心部(22)と、プランジャ30に連結されたクロスヘッド23と、クロスヘッド23と偏心部(22)とを連接する連接棒24と、クロスヘッド23を直線移動自在に支持する直線移動ガイド機構4と、を備え、直線移動ガイド機構4は、クロスヘッド23を支持するガイドホルダ41と、ガイドホルダ41を直線移動自在に案内するガイドレール42と、ガイドレール42に形成されたラジアル方向ガイド部43と、ラジアル方向ガイド部43に摺接させるようにガイドホルダ41に配設された直線ガイド転がり部材44と、を備えた。
【選択図】図3
Description
また、前記圧縮エアのエア圧の適切な設定により安全弁として働くことによって、往復動ポンプやアブレシブ切断装置等を異常な圧力から守ることができる。
アブレシブ切断装置100は、図5に示すように、往復動ポンプ1から200MPa以上の高圧で供給された高圧流体である高圧水Qに研磨材Gを混入し、アブレシブウォータージェットAWJを噴射させて、ワーク(不図示)を切断加工する加工装置である。
偏心カム22は、図3に示すように、大径の円板形状をなし、いわばクランクピンに相当する部材である。偏心カム22の中心22aは、偏心軸21に対して偏心量δだけ偏心し、偏心軸21の中心21a(カム軸)の周りに回転(公転)する。3連の各偏心カム22,22,22は、それぞれ偏心軸21に対して120度の位相差を設けて配設されている。
また、混同する恐れがない場合は、クロスヘッド23(23,23,23)は、総称してクロスヘッド23のように表記するものとする。連接棒24、および直線移動ガイド機構4についてもクロスヘッド23と同様である。
小端部(不図示)には、クロスヘッド軸23bとの摺動部に介在されたクロスヘッド軸転がり軸受24aが配置されている。大端部(不図示)には、偏心カム22との摺動部に介在された偏心部転がり軸受24bが配置されている。
ガイドレール42は、基体部10(図3参照)に固定され、ラジアル方向ガイド部43に沿ってガイドホルダ41を直線移動自在に案内する。
直線ガイド転がり部材44は、多数のボールBで構成され、多数のボールBが所定のプリロードが与えられた状態で、ラジアル方向ガイド部43に沿って転動しながら循環するように構成されている。
なお、本実施形態においては、多数のボールBで構成したが、これに限定されるものではなく、多数のローラで構成してもよい。また、所定のプリロードをなくし、わずかな隙間を与えてもよい。
アンロードバルブ6は、図6に示すように、高圧水Qを流入させる流入口61と、この流入口61から流入させた高圧水Qを流出させる排出口62と、この排出口62および流入口61に連通する弁座63と、この弁座63に対して進退自在に配設され排出口62を閉塞または開放させる弁体64と、エア源Aから供給された圧縮エアA1によって弁体64を進退方向に往復移動させて排出口62を閉塞または開放させるピストンシリンダ機構65と、を備えている。
回転制御手段81は、圧力センサー51によって検出した高圧水Qの圧力と予め設定された目標圧力設定値とを対比してサーボモータM1の回転速度が目標圧力設定値になるようにフィードバック制御する。
本発明の実施形態に係るアブレシブ切断装置100は、ノズル連動回転制御手段104aによって、ワーク(不図示)の切断領域(アブレシブウォータージェットAWJを噴出)では、サーボモータM1の回転速度を所定の高回転速度で運転するように制御し、非切断領域(アブレシブウォータージェットAWJの噴出を停止)では、サーボモータM1の回転速度を所定の低回転速度で運転または停止するように制御することで、切断領域では高圧水Qの必要な圧力を確保するとともに、非切断領域では必要以上の圧力上昇や余分な吐出を抑制して、往復動ポンプ1の負荷を軽減するとともに、全効率を高めることができる。
例えば、本実施形態においては、往復動ポンプ1をアブレシブ切断装置100に適用したが、これに限定されるものではなく、高圧水Qを噴射してバリ取りや洗浄作業をする種々の作業装置に適用することができる。
2 偏心機構
3 シリンダ部
4 直線移動ガイド機構
5 アキュムレータ
6 アンロードバルブ
8 ポンプ制御装置
21 偏心軸
22 偏心カム(偏心部)
23 クロスヘッド
24a クロスヘッド軸転がり軸受
24b 偏心部転がり軸受
30 プランジャ
31a シリンダ室
31b 高圧シール部材
32 バルブボックス
32a 吸入口
32c 吐出口
41 ガイドホルダ
42 ガイドレール
43 ラジアル方向ガイド部
44 直線ガイド転がり部材
51 圧力センサー
61 流入口
62 排出口
63 弁座
64 弁体
65 ピストンシリンダ機構
65a シリンダ
65b ピストン
65d 圧力調整弁
65e エア供給口
81 回転制御手段
100 アブレシブ切断装置
101 ノズルヘッド
102 オンオフバルブ
103 エアコントロールユニット
104 NC制御装置
104a ノズル連動回転制御手段
A1 圧縮エア
M1 サーボモータ
Q 高圧水
W 水
Claims (6)
- 円運動を直線往復移動に変換する偏心機構によってシリンダ内でプランジャを往復動させて高圧流体を吐出する往復動ポンプであって、
前記偏心機構は、
駆動用モータによって駆動される偏心軸と、
この偏心軸に対して一体として回転する偏心部と、
前記プランジャに連結されたクロスヘッドと、
このクロスヘッドと前記偏心部とを連接する連接棒と、
前記クロスヘッドを直線移動自在に支持する直線移動ガイド機構と、を備え、
前記直線移動ガイド機構は、
前記クロスヘッドを支持するガイドホルダと、
このガイドホルダを直線移動自在に案内するガイドレールと、
このガイドレールに形成され前記直線移動方向に沿って伸びてラジアル荷重を負荷するラジアル方向ガイド部と、
このラジアル方向ガイド部に摺接させるように前記ガイドホルダに配設された直線ガイド転がり部材と、
を備えたことを特徴とする往復動ポンプ。 - 前記クロスヘッドは、
前記ガイドホルダに固定されたクロスヘッド本体と、
このクロスヘッド本体に配設され前記連接棒に対して回転自在に連結されたクロスヘッド軸と、を備え、
前記連接棒は、
前記クロスヘッド軸と前記連接棒との摺動部に介在されたクロスヘッド軸転がり軸受と、
前記偏心部と前記連接棒との摺動部に介在された偏心部転がり軸受と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の往復動ポンプ。 - 前記プランジャの直径に対してストロークが6倍以上であるロングストロークに設定したこと、
を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の往復動ポンプ。 - 前記駆動用モータは、サーボモータであり、
前記プランジャから吐出された高圧流体の圧力を検出する圧力センサーと、
この圧力センサーによって検出した高圧流体の圧力と予め設定された目標圧力設定値とを対比して前記サーボモータの回転速度が当該目標圧力設定値になるようにフィードバック制御する回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の往復動ポンプ。 - 前記シリンダから吐出された高圧流体の圧力を制御するアンロードバルブをさらに備え、
前記アンロードバルブは、
前記高圧流体を流入させる流入口と、
この流入口から流入させた前記高圧流体を流出させる排出口と、
この排出口および前記流入口に連通する弁座と、
この弁座に対して進退自在に配設され前記排出口を閉塞または開放させる弁体と、
圧縮エアによって前記弁体を前記進退方向に往復移動させて前記排出口を閉塞または開放させるピストンシリンダ機構と、を備え、
前記圧縮エアのエア圧の設定により安全弁として働くことを特徴とする請求項4に記載の往復動ポンプ。 - ウォータージェットを噴出するノズルヘッドと、このノズルヘッドへ前記高圧流体を供給する請求項4または請求項5に記載の往復動ポンプと、を有する高圧流体噴出作業装置であって、
前記ノズルヘッドから噴出するウォータージェットのオンオフ動作を制御するオンオフバルブと、
このオンオフバルブの動作に基づいて前記サーボモータの回転速度を制御するノズル連動回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする高圧流体噴出作業装置。
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