JP4376259B2 - 負圧発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、油圧駆動式のポンプ、シリンダ等のアクチュエータの修理、改造、交換時に使用するのに好適な負圧発生装置に関する。

図５は一般に使用されている油圧プレス装置５６を示している。この油圧プレス装置５６は、プレス本体５８に設けられた油圧シリンダ６０と、配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃ及び方向切換バルブ６４を介して連結された油圧ポンプ６６と、配管６２ｄ、６２ｅを介して連結された作動油タンク５４とから構成されている。この油圧プレス装置５６では油圧シリンダ６０と作動油タンク５４との間で各配管を通じて常時オイルが循環流動している。

今、この油圧プレス装置５６の油圧ポンプ６６が故障したとすると、従来は、先ず、作動油タンク５４内のすべてのオイルをドレンプラグ７０より抜き取る。次に、図６に示すように、配管６２ｃ、６２ｅの接続端部を取り外し、油圧ポンプ６６を油圧回路から分離して修理や交換等を行っている。
特開平１０-１９５９６０号公報

ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
作動油タンク５４内のすべてのオイルをドレンプラグ７０より抜き取る作業は、長時間を要するだけでなく、その作業場がオイルで汚れるおそれがあり、また、その後始末にも手間と時間がかかる。
なお、タンク内の液体を他のタンクなどに移動するのに負圧発生装置を使うことは公知である（特許文献１参照）。しかし、上記のような作動液タンク内のオイル等の液が油圧ポンプ６６側に流動しないようにするために負圧発生装置を使用するというものは公知ではない。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、作動液タンクに接続されているポンプ、シリンダ等のアクチュエータの修理、改造、交換等を簡単かつ短時間に行うことができる負圧発生装置を提供することを目的とする。

本発明の実施例においては次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
作動液タンクに配管を介して接続されて上記作動液タンク内を吸引するものであって、上記作動液タンク内に負圧を生じさせるバキュームポンプと、上記バキュームポンプと上記作動液タンクとの間に配設され、大気圧との差圧を検出する差圧センサとを備えたことを特徴とする負圧発生装置。

作動液タンクに接続されているポンプ、シリンダ等のアクチュエータの修理、改造、交換等を簡単かつ短時間に行うことができる。差圧センサにより大気圧との差を検知し適度の負圧を発生させて作動液タンク内のオイル等の液がアクチュエータ側に流動しないようにすることが容易にできる。

〈構成２〉
構成１に記載の負圧発生装置において、上記差圧センサと上記作動液タンクとの間に、負圧を制御する負圧レギュレータを、配管を介して配設したことを特徴とする負圧発生装置。

作動液タンク内の負圧を制御することにより、作動液タンクの変形、破損を防止する。

〈構成３〉
構成２に記載の負圧発生装置において、上記負圧レギュレータと上記作動液タンクとの間に、上記作動液タンク内の異物を分離するフィルタを、配管を介して配設したことを特徴とする負圧発生装置。

バキュームポンプ、負圧レギュレータへの異物の混入を防止し、あるいは異物による誤動作を防止する。

〈構成４〉
構成２又は３に記載の負圧発生装置において、上記負圧レギュレータは、大気吸入ポートと上記バキュームポンプに連通された排気ポートとを備えたハウジング内に、ばね部材により支承され、かつ上記大気吸入ポートと上記排気ポートとの間を往復動する可動弁体により隔成された２つの圧力室を設け、上記排気ポートからの吸引による負圧に基づき上記２つの圧力室に圧力差を生じさせて上記可動弁体を、上記ばね部材のばね力に抗して上記排気ポートを閉塞する方向へ動作するように構成されたことを特徴とする負圧発生装置。

負圧レギュレータにより、作動液タンクの漏れを防止する負圧を常時保持できる。

〈構成５〉
構成４に記載の負圧発生装置において、上記排気ポートは、上記可動弁体の移動方向に適当間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする負圧発生装置。

排気ポートが複数設けられていることにより、可動弁体が排気ポートからの吸引力により固定することを防止すると共に、可動弁体の動きをスムーズにする。

〈構成６〉
構成４又は５に記載の負圧発生装置において、上記ばね部材としてコイルばねが使用され、上記可動弁体は、上記コイルばねの一端に支承されるとともに、上記コイルばねの軸心に配置された伸縮支柱の一端に支承されていることを特徴とする負圧発生装置。

〈構成７〉
構成６に記載の負圧発生装置において、上記コイルばねの他端は、上記ハウジングに螺合されたねじ板に支承されていることを特徴とする負圧発生装置。

ねじ板を回動することにより、コイルばねのばね力を適時調整できる。

以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。

図１は実施例１の負圧発生装置を示す概略図である。
図において、実施例１の負圧発生装置は、負圧を生じさせるバキュームポンプ１２と、大気圧との差圧を検出する差圧センサ１４と、負圧を制御する負圧レギュレータ１６と、気中の異物を分離するフィルタ１８と、負圧ゲージ２２と、吸引口アタッチメント２４とを備えている。

バキュームポンプ１２と差圧センサ１４とは配管２０と配管２４により連結されている。バキュームポンプ１２と差圧センサ１４と負圧レギュレータ１６とは配管２０と配管２５により連結されている。配管２０にはフィルタ１８の一方の出口が連結されている。

フィルタ１８の他方の出口には配管２８を介して負圧ゲージ２２と吸引口アタッチメント２４ａとが連結されている。吸引口アタッチメント２４ａは、負圧発生装置の使用時に、例えば、後述する作動液タンク５４（図４）の上面開口に連結される。異種の作動液タンクの上面開口の口径等の寸法に対応できるように、数種の吸引口アタッチメント２４ｂ、２４ｃが用意されていることが好ましい。また、吸引口アタッチメント２４ａを作動液タンク５４の上面開口に連結し易くするために、配管２８の一部を、ゴム管等のフレキシブル管としてもよい。

バキュームポンプ１２は周知構成の真空ポンプである。差圧センサ１４は吸引側の配管２０内と大気側の配管２４内の差圧を検出する、周知構成のセンサである。負圧レギュレータ１６は、差圧センサと作動液タンクとの間に配設されて負圧を制御するものである。図２に負圧レギュレータ１６の構成と作動状況を示している。

負圧レギュレータ１６は、図２（ａ）に示すように構成されている。すなわち、円筒状のハウジング３０内に、ばね部材３２により支承された可動弁体３４を備えている。ハウジング３０の一端部に大気吸入ポート２６が設けられている。中間部の側面に、配管２５に連なる２つの排気ポート、すなわち、Ａ排気ポート２５ａとＢ排気ポート２５ｂとが設けられている。

大気吸入ポート２６には管体を介して大気フィルタ２７が接続されている。ハウジング３０の他端部に、外周面にねじ溝を穿った円形のねじ板４２が螺合されている。ねじ板４２を回動することにより、ハウジング３０内に進入あるいは退出してコイルばね３２のばね力を適時微調整できる。

ばね部材３２としてコイルばねが使用されている。可動弁体３４は、コイルばねの一端に非接着状態で支承されるとともに、コイルばねの軸心に配置された伸縮支柱４０の一端に固着されている。伸縮支柱４０は、伸縮式ロッドアンテナのように、嵌入可能な軸体４０ａと管体４０ｂとを組み合わせて構成したもので、軸体４０ａの下端部がねじ板４２の中心部に固着され、管体４０ｂの上端部が可動弁体３４に固着されている。伸縮支柱４０は軸体４０ａが管体４０ｂに出入りすることにより伸縮する。

円筒状のハウジング３０内には、可動弁体３４により隔成された２つの圧力室３６、３８が設けられている。可動弁体３４は大気吸入ポート２６とＢ排気ポート２５ｂとの間を往復動するが、伸縮支柱４０によって支えられてスムーズに動く。２つの排気ポート２５ａ、２５ｂは、可動弁体３４の移動方向（図中、上下方向）に適当間隔を置いて設けられ、端部を２つに分岐した構造の配管２５にそれぞれ連通している。

次に、負圧レギュレータ１６の作動状況につき説明する。
図２（ａ）は無作動状態を示している。この状態から２つの排気ポート２５ａ、２５ｂより吸引を開始すると、圧力室３８における負圧が増すことから２つの圧力室３６、３８間に、圧力差を生じさせて可動弁体３４を、ばね部材３２のばね力に抗してＡ排気ポート２５ａを閉塞する方向へ移動させる。すなわち、図２（ｂ）に示すように可動弁体３４が排気ポート２５ａを封止した状態となる。

さらに、排気ポート２５ｂからの吸引力が強い場合には、図２（ｃ）に示すように可動弁体３４がＡ排気ポート２５ａとＢ排気ポート２５ｂとの間に位置した状態となる。この状態で、Ａ排気ポート２５ａが大気下にある圧力室３６内に開口するので吸引力が弱まるが、Ｂ排気ポート２５ｂからも吸引しているので、コイルばね３２のばね力とのバランスを保つ。

図２（ｃ）に示す状態で、さらに排気ポート２５ｂからの吸引力が強い場合には、図２（ｄ）に示すように可動弁体３４がばね部材３２のばね力に抗して下降し排気ポート２５ｂに位置した状態となる。しかし、可動弁体３４よりもＢ排気ポート２５ｂの寸法を大きめにしておくことにより、Ｂ排気ポート２５ｂが完全に閉じることがなく、可動弁体３４がＢ排気ポート２５ｂに吸引固着することがない。
なお、実施例１の負圧発生装置の使用時に、負圧レギュレータ１６はＡ排気ポート２５ａ、Ｂ排気ポート２５ｂからの吸引力とコイルばね３２のばね力とのバランスをとりながら図２の（ｂ）から（ｄ）に示す範囲で動作する。

図３はフィルタ１８を拡大して示す概略図である。
図示するように、フィルタ１８は、２本の円筒体１８ａの中に、それぞれ濾過材１８ｂと逆流防止バルブ１８ｃを直列に配設したものを使用している。濾過材１８ｂとしては、バキュームポンプ１２、負圧レギュレータ１６への異物の混入を防止しうる周知の濾過材料が使用されている。逆流防止バルブ１８ｃは、円筒体１８ａの一端開口部を閉塞できるボール１８ｄと、このボール１８ｄを同開口部に押し付けるコイルばね１８ｅとから構成されている。

フィルタ１８は、２本の円筒体１８ａが互いに逆向きに並べて両端部に連通されると共に、配管２０と２８にそれぞれ連結されている。フィルタ１８内の気体は、２本の円筒体１８ａをそれぞれ片側通行で流れる。すなわち、内部吸引時には矢印１９ａ方向に流れ、同大気吸引時には矢印１９ｂ方向に流れる。このようにして、フィルタ１８は、バキュームポンプ１２、負圧レギュレータ１６への異物の混入を防止し、あるいは異物による誤動作を防止する。

図４は上記負圧発生装置の使用状態を示す概略図である。図５に示した部分と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
例えば、図５に示したものと同一構造の油圧プレス装置５６を修理する時に使用される。この油圧プレス装置５６における油圧ポンプ６６が故障したとすると、本発明の負圧発生装置を、先ず油圧プレス装置５６の作動液タンク５４に接続する。すなわち、配管２８の先端を、吸引口アタッチメント２４ａを介して作動液タンク５４の上面開口に連結する。

次いで、バキュームポンプ１２を動作して作動液タンク５４内を吸引する。この吸引により、作動液タンク５４内に負圧が発生し、作動液タンク５４内のオイル等の液が油圧ポンプ６６側に流動しない状態とする。この液流動を阻止した状態のもとで、作動油タンク５４内のオイルを抜き取る作業を行なうことなく、配管６２ｃ、６２ｅの接続端部を取り外し、油圧ポンプ６６を油圧回路から分離するだけで修理や交換等を行うものである。同様の状態において油圧プレス装置５６の他の箇所の修理等も可能である。このため、作動液タンク５４に接続されているポンプ、シリンダ等のアクチュエータの修理、改造、交換等を簡単かつ短時間に行うことができる。

なお、本発明の負圧発生装置は、油圧シリンダ６０、油圧ポンプ６６などの油圧駆動式のアクチュエータの作動液タンク５４に限られず、その他の液圧回路を備えた機械、装置の作動液タンクにも連結して使用できる。

実施例１の負圧発生装置を示す概略図である。 同実施例で使用する負圧レギュレータの説明図である。 同実施例で使用するフィルタの説明図である。 同実施例の使用状況の説明図である。 油圧シリンダ、油圧ポンプなどの油圧駆動式のアクチュエータを備えた油圧プレス装置の説明図である。 同油圧プレス装置の従来の修理方法の説明図である。

１２ バキュームポンプ
１４ 差圧センサ
１６ 負圧レギュレータ
１８ フィルタ
２０、２４、２８ 配管
２２ 負圧ゲージ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 吸引口アタッチメント

Claims (7)

1. アクチュエータと該アクチュエータに作動液を供給する作動液タンクが連結されているものであって、該作動液タンク内に負圧を発生し、作動液タンク内の液がアクチュエータ側に流動しないように負圧を発生させるために、前記作動液タンクに配管を介して接続されて前記作動液タンク内を吸引するものであって、
   前記作動液タンク内に負圧を生じさせるバキュームポンプと、
   前記バキュームポンプと前記作動液タンクとの間に配設され、大気圧との差圧を検出する差圧センサとを備えたことを特徴とする負圧発生装置。
2. 請求項１に記載の負圧発生装置において、
   前記差圧センサと前記作動液タンクとの間に、負圧を制御する負圧レギュレータを配管を介して配設したことを特徴とする負圧発生装置。
3. 請求項２に記載の負圧発生装置において、
   前記負圧レギュレータと前記作動液タンクとの間に、前記作動液タンク内の異物を分離するフィルタを、配管を介して配設したことを特徴とする負圧発生装置。
4. 請求項２又は３に記載の負圧発生装置において、
   前記負圧レギュレータは、大気吸入ポートと前記バキュームポンプに連通された排気ポートとを備えたハウジング内に、ばね部材により支承され、かつ前記大気吸入ポートと前記排気ポートとの間を往復動する可動弁体により隔成された２つの圧力室を設け、前記排気ポートからの吸引による負圧に基づき前記２つの圧力室に圧力差を生じさせて前記可動弁体を、前記ばね部材のばね力に抗して前記排気ポートを閉塞する方向へ動作するように構成されたことを特徴とする負圧発生装置。
5. 請求項４に記載の負圧発生装置において、
   前記排気ポートは、前記可動弁体の移動方向に適当間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする負圧発生装置。
6. 請求項４又は５に記載の負圧発生装置において、
   前記ばね部材としてコイルばねが使用され、
   前記可動弁体は、前記コイルばねの一端に支承されるとともに、前記コイルばねの軸心に配置された伸縮支柱の一端に支承されていることを特徴とする負圧発生装置。
7. 請求項６に記載の負圧発生装置において、
   前記コイルばねの他端は、前記ハウジングに螺合されたねじ板に支承されていることを特徴とする負圧発生装置。

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