JP4642964B2 - アキシアルプランジャポンプ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はアキシアルプランジャポンプにおいての閉じ込み現象を防止することができるアキシアルプランジャポンプに係り、さらに詳細には、アキシアルプランジャポンプに備えた弁板を僅かに回動可能に構成したアキシアルプランジャポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
アキシアルプランジャポンプにおいては、複数のプランジャ(ピストン)を往復動自在に内装したシリンダブロックをケーシング内に回転自在に備え、このシリンダブロックを回転することによって各プランジャが順次往復動される構成であり、上記各プランジャが上死点位置(シリンダブロックに対して最も深く嵌入した係合状態の位置)から次第に下死点位置(シリンダブロックに対して最も浅く嵌入係合した状態の位置)へ移動するときに作動油を吸込み、逆に下死点位置から上死点位置へ各プランジャが移動するときに作動油を吐出する構成である。
そして、上記シリンダブロックに対応してケーシングに固定して設けられた弁板には、前記プランジャの吸込み工程,吐出し工程の移動位置に対応して円弧状の吸込みポート及び吐出しポートが設けられている。
【0003】
上記吸込みポートと吐出しポートは僅かに離れて設けられており、上記吸込みポートと吐出しポートとの間の領域が前記プランジャの上死点位置及び下死点位置に相当する位置となっており、プランジャの上死点位置及び下死点位置においてプランジャを内装したプランジャ挿入孔が遮閉されて閉じ込み現象を生じる。
【0004】
上記閉じ込み現象において、プランジャが下死点位置に位置する場合には、これから吐出し工程に移行するときで、閉じ込められた作動油は低圧であるからあまり大きな問題とならないが、上死点位置においては高圧の作動油が閉じ込められることになり、そして、上死点位置から吸込みポート側へ移動すると大きな圧力変動があり、振動や騒音の原因となっている。
【0005】
そこで、プランジャの上死点位置での閉じ込み現象を防止するために、この閉じ込み位置と吐出しポートとを連通する切欠きを弁板に設けることが行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
アキシアルプランジャポンプにおいては、シリンダブロックを正回転する場合のみに限るものではなく、逆回転して使用することもある。この場合、吸込みポートと吐出しポートは逆になるものであるから、閉じ込み現象を防止するために、吸込みポートと吐出しポートとにそれぞれ前述した切欠きを設けることも可能である。
【0007】
しかし、弁板とシリンダブロックは密着しているものではなく、運転状態によっても異なるが、弁板とシリンダブロックとの間には約0.01mm程度の微少間隙が存在するものであるから、前記切欠きは作動油の漏れと関連しており、大きすぎるとポンプ性能の低下をもたらし、小さすぎると振動防止,騒音防止の効果が期待できず、適正な切欠きを形成することが難しいという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、本発明は、複数のプランジャを往復動自在に内装したシリンダブロックを回転自在に備え、かつ円弧状の吐出しポート及び吸込みポートを形成した弁板を備えてなるアキシアルプランジャポンプにおいて、前記シリンダブロックの回転方向の変換時に、前記プランジャが上死点位置に回動されたときに、前記上死点位置を前記吐出しポート又は吸込みポートに連通するために、当該シリンダブロックを回転する駆動軸の回転方向へ前記弁板を僅かに回動可能に設けると共に、前記駆動軸の回転方向へ前記弁板を僅かに回動するための摩擦係合手段を、前記駆動軸と弁板との間に備えている構成である。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1を参照するに、本実施の形態に係るアキシアルプランジャポンプ1は、筒状のシリンダブロックケーシング3の一端側に斜板ケーシング5を固定し、他端側に軸受ケーシング7を固定した態様である。
【0011】
前記シリンダブロックケーシング3内には筒状部材9が嵌合固定してあり、この筒状部材9内には、軸受11を介してシリンダブロック13が回転自在に嵌合支持されている。このシリンダブロック13の同一円周上には複数のプランジャ挿入孔15が等間隔に設けてあり、各プランジャ挿入孔15にはプランジャ(ピストン)17がそれぞれ出入する方向へ摺動自在に嵌入してある。
【0012】
上記各プランジャ17の先端は球状に形成してあり、このプランジャ17の球頭部19は、円板状の押え板21に支持されたシュー23に摺回動自在に支持されている。そして、上記押え板21は、前記斜板ケーシング5内に固定した斜板25の傾斜面に摺動自在に摺接されている。
【0013】
前記シリンダブロック13を回転するために、軸受ケーシング7にベアリング27を介して駆動軸29が回転自在に支持されており、かつこの駆動軸29の先端部は前記シリンダブロック13と適宜に連結してある。また、前記駆動軸29の先端部にはバネ31によって突出する方向へ付勢されたプランジャ33が設けられており、このプランジャ33は、先端部に備えたボール35を介して前記押え板21を前記斜板25の傾斜面へ押圧している。
【0014】
前記軸受ケーシング7とシリンダブロック13との間には円形の弁板37が介在してある。この弁板37は、軸受ケーシング7に設けたピン係合孔39(図3参照)に弁板37に備えたピン41を係合することによって回動を規制されている。また、上記弁板37には、図2に示すように、円弧状の吸込みポート43と吐出しポート45が設けられている。
【0015】
上記吸込みポート43と吐出しポート45は、前記斜板25の傾斜面に沿って押え板21が回動することにより、前記シリンダブロック13におけるプランジャ挿入孔15へプランジャ17が最も深く入り込んだ係合状態の上死点位置47と、上記プランジャ挿入孔15に対してプランジャ17が最も浅く入り込んだ係合状態の下死点位置49との間に長く形成してある。なお、上記吸込みポート43と吐出しポート45は、シリンダブロック13の回転方向が逆になることによって吸込み、吐出しの機能が逆になるものである。
【0016】
そして、前記軸受ケーシング7には、上記吸込みポート43,吐出しポート45に対応して吸込み口51,吐出し口53が形成してある。この吸込み口51及び吐出し口53は、前記シリンダブロック13の回転方向が逆になると、その機能が逆になるものである。
【0017】
以上のごとき構成において、駆動軸29の正回転によってシリンダブロック13が正回転され、図2において(図2にはシリンダブロックは省略)時計回り方向に回転すると、プランジャ17が上死点位置47から下死点位置49へ回動されるに従ってシリンダブロック13のプランジャ挿入孔15内へ作動油を吸込みポート43,吸込み口51から吸込み、そして、下死点位置49から上死点位置47へ回動されるに従ってプランジャ挿入孔15内の作動油を吐出しポート45,吐出し口53から吐出すことになる。
【0018】
前記駆動軸29の逆回転によってシリンダブロック13が逆回転されて、図2において反時計回り方向に回転することとなり、吐出しポート45から作動油を吸込み、吸込みポート43から作動油を吐出すことになるものである。すなわち、駆動軸29を正回転又は逆回転することにより、作動油の流れ方向が逆になるものであり、吸込みポート43,吐出しポート45の吸込み、吐出しの機能が逆になるものである。
【0019】
ところで、プランジャ17が上死点位置47に回動されたときには、プランジャ挿入孔15は吐出しポート45及び吸込みポート43に連通することなく閉じた状態となり、少量の作動油を閉じ込めることになって高圧を発生する。そして、シリンダブロック13が僅かに回動されて吸込みポート43に連通した瞬間に上記高圧が急激に開放されるので、振動や騒音を発生することになる。
【0020】
そこで、本実施の形態においては、前記駆動軸29の回転方向へ弁板37を僅かに回転可能に構成して、前記上死点位置47を吐出しポート45(逆回転時には吸込みポート43)に連通し、上死点位置47での閉じ込み現象を防止するように構成してある。
【0021】
すなわち、図3に詳細に示すように、ピン41が係合したピン係合孔39を僅かに大きく又は円弧状の長孔に形成して、弁板37を僅かに回動可能に構成してあり、この弁板37の回動範囲はピン係合孔39によってピン41が規制されることによって規定してある。なお、上記弁板37の回動範囲は、前記駆動軸29の正回転によるシリンダブロック13の正回転時には前記吐出しポート45の端部が上死点位置47へ僅かに掛り、逆回転時には前記吸込みポート43の端部が上死点位置47へ僅かに掛って、上死点位置47においての閉じ込み現象により発生する高圧を防止できる範囲である。
【0022】
前記駆動軸29の回転方向へ弁板37が回動するように、駆動軸29と弁板37との間に適宜の摩擦を生じせしめるための摩擦係合手段54が設けてある。より詳細には、上記摩擦係合手段54の1例として、本例においては、駆動軸29の適数箇所には、係止部材としてのボール55を突出する方向へバネ59等によって付勢したボールプランジャ57が設けてあり、上記ボール55は、前記弁板37の内周面に適宜範囲に亘って形成した溝又は孔状の係止部61と係合離脱自在に係合してある。なお、係止部材55と係止部61とは相対的な関係にあり、弁板37の内周面側に係止部材55を設け、駆動軸29側に係止部61を形成してもよいものである。
【0023】
上記構成により、駆動軸29を正回転すると、前記摩擦係合手段54の作用すなわち係止部材としてのボール55が係止部61に係合するので、弁板37は駆動軸29の回転方向へ回動する。しかし弁板37が同方向へ僅かに回動されると、弁板37に備えたピン41がピン係合孔39に当接して回動を停止する。そして、前記係合部61から前記ボール55が離脱するので、弁板37は上述のように僅かに回動した位置に停止した状態にある。逆に、前記駆動軸29が逆回転したときには、弁板37は駆動軸29の回転に従って逆回転方向へ僅かに回動されるものである。
【0024】
したがって、駆動軸29の正回転時には、図2において弁板37が時計回り方向へ僅かに回動されて、吐出しポート45の端部が上死点位置47へ僅かに掛り、逆に、駆動軸29の逆回転時には、弁板37が図2において反時計回り方向へ僅かに回動されて、吸込みポート43の端部が上死点位置47へ僅かに掛ることになって、前記駆動軸29の正逆回転によるシリンダブロック13の正逆回転時に、上死点位置47での閉じ込み現象を解消することができるものである。
【0025】
なお、本発明は前述のごとき実施の形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でも実施可能である。すなわち、図2に想像線で示すように、弁板37にレバー37Lを設けて、ケーシングに形成したスリット(図示省略)から上記レバー37Lを外部へ突出し、このレバー37Lに連動連結した小型の油圧シリンダやソレノイド等のごとき適宜のアクチュエータACによって前記弁板37を正逆方向へ僅かに回動する構成とすることも可能である。
【0026】
このような構成とすることにより、大きな力で弁板37を回動することができ、弁板37を確実に回動することができるものである。
【0027】
なお、上記説明は、斜板式のアキシアルプランジャポンプの場合について例示したが、斜軸式のアキシアルプランジャポンプにも容易に実施可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、駆動軸,シリンダブロックの回転方向へ弁板を僅かに回動可能に設けて、プランジャの上死点位置を吐出し側のポートの1部に掛るようにしたので、上死点位置での閉じ込み現象を防止でき、前述したごとき従来の問題点を解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るプランジャポンプの断面説明図である。
【図2】弁板の説明図である。
【図3】図1における主要部分の拡大説明図である。
【符号の説明】
1 アキシアルプランジャポンプ
13 シリンダブロック
15 プランジャ挿入孔
17 プランジャ(ピストン)
21 押え板
25 斜板
29 駆動軸
37 弁板
39 ピン係合孔
41 ピン
43 吸込みポート
45 吐出しポート
47 上死点位置
49 下死点位置
54 摩擦係合手段
57 ボールプランジャ
61 係止部

Claims (1)

  1. 複数のプランジャを往復動自在に内装したシリンダブロックを回転自在に備え、かつ円弧状の吐出しポート及び吸込みポートを形成した弁板を備えてなるアキシアルプランジャポンプにおいて、前記シリンダブロックの回転方向の変換時に、前記プランジャが上死点位置に回動されたときに、前記上死点位置を前記吐出しポート又は吸込みポートに連通するために、当該シリンダブロックを回転する駆動軸の回転方向へ前記弁板を僅かに回動可能に設けると共に、前記駆動軸の回転方向へ前記弁板を僅かに回動するための摩擦係合手段を、前記駆動軸と弁板との間に備えていることを特徴とするアキシアルプランジャポンプ。
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