JP5806071B2 - 可変容量型プランジャポンプ装置 - Google Patents
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Description
特に、特許文献1のプランジャポンプは、小容量の低圧のポンプに適するものの、種々の理由により、車両等を駆動する大容量の油圧モータに供給するような高圧の油圧を発生させるポンプには適していない。
請求項5の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項1〜4の何れか1項の発明において、前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された1対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴としている。
請求項6の発明によれば、エンジン及びポンプ装置の作動を円滑にすることができる。
図1に示すように、本実施例は、エンジンユニットEと可変容量型プランジャポンプ装置1と油圧モータMとにより、車両(図示略)を走行駆動する走行駆動手段を構成した場合の例である。可変容量型プランジャポンプ装置1は、複数の往復動エンジンを有するエンジンユニットEにより駆動され、加圧油を油圧モータMへ吐出可能な装置である。
図1に示すように、ハウジング2は、その左側約半分を構成している略円筒状のハウジング本体部20と、このハウジング本体部20から右側へ延びる略円筒状のハウジング延長部21と、ハウジング延長部21の内部に固定された内部ハウジング22と、ハウジング本体部20及びハウジング延長部21から上方と下方へ突出するように形成された吸入ポート形成部23及び吐出ポート形成部24等を備えている。ハウジング本体部20には左右方向に延びるプランジャ作動孔2aが形成され、吸入ポート形成部23には吸入通路25が形成され、吐出ポート形成部24には吐出通路26が形成されている。
図1に示すように、プランジャ部材3は、プランジャ作動孔2a内に左右方向へ一定ストローク往復移動可能に挿入されている。プランジャ部材3は、その先端部(右端部)のプランジャ部3aと、このプランジャ部3aから基端側(左方)へ延び且つプランジャ部3aよりも小径のプランジャ本体部3bと、プランジャ本体部3bの途中部にプランジャ部3aから基端側へ所定間隔離隔させて形成され且つプランジャ部3aと同径のガイド部3cと、ロッド挿入孔31とを備えている。プランジャ部3aは、プランジャ作動孔2aの内周面に対して油密に且つ左右方向へ摺動自在に装着されている。
図1に示すように、制御ロッド5は、左右方向へ延びる断面円形のストレートのロッド状に形成されている。この制御ロッド5は、挿入穴22dから挿入され、挿入穴22eを挿通して加圧室4を貫通した状態でロッド挿入孔31内へ油密に摺動自在に挿入さる。制御ロッド5の右端側部分は、挿入穴22dからハウジング2外へ延び、制御ロッド5の先端部(右端部)は、例えば、ラック・ピニオン機構を備え且つ制御手段からの指令に基づいて制御ロッド5の左右方向の位置を精密に調節可能なロッド位置調節手段7に作動的に連結されている。
前記還流通路32は、内部ハウジング22内において制御ロッド5の外周側に形成され且つロッド内通路30の先端部と先端開口30aを介して常時連通するように形成されたハウジング内通路32aと、吸入ポート形成部23内に形成されてハウジング内通路32aを吸入ポート25aに連通させる接続通路32bとで形成され、接続通路32bはハウジング内通路32aの基端部に形成された開口22fを備えている。
図1は、最大吐出量と最小吐出量の間の中間的吐出量の状態を示しており、図示したプランジャ部材3は、最大進出位置と最大退入位置の途中の位置にある。バイパス通路6を介して加圧室4が作動油を吸入ポート25aに還流している状態、つまり、プランジャ部3aが基端開口30bよりも基端側に位置してロッド内通路30が加圧室4に連通状態にある場合には、プランジャ部3aが先端側(右方)へ駆動されても、加圧室4において加圧されるべき作動油がバイパス通路6を通って吸入ポート25aに還流されるため、無効動作状態(ロストモーション状態)となり、加圧油が吐出ポート26aに吐出されない。また、上記の状態において、プランジャ部3aが基端側(左方)へ駆動されるときには、バイパス通路6と吸入用逆止弁27とを通って作動油が加圧室4に吸入される。
図4に示すように、エンジンユニットEは、複数、例えば1対の対向する往復動レシプロエンジン50,52(以下、エンジンという)と、フライホイール機構51と、リンク機構53等により構成され、各エンジン50,52の燃焼サイクルは、プランジャ部材3の2回の往復動作に対応している。
エンジン50,52は、プランジャ部材3の軸心と直交する共通の軸心を有し、互いに対向状に配置されている。エンジン50,52は、配置位置を除いて、同様の構造であるため、以下、主にエンジン50について説明する。
シリンダ50a内には、エンジン50の燃焼サイクルに応じて軸心方向へ一定ストローク移動可能なピストン50bが設けられ、ピストン50bの背面中央部にボス部50cが突出形成されている。
4つのリンク53a〜53dにより、ピストン50b,52bが下死点に近い程、エンジン50,52から大きな左右方向の分力を取り出し可能な倍力機構を構成しているため、また、ピストン50b,52bの大きな慣性力も作用するため、プランジャ部材3の往動ストロークの終端付近において、プランジャ部3aによる強力な加圧力を発生させて作動油を高圧に圧縮できるため、エンジンユニットEによるポンプ装置1の駆動効率を高めることができる。
この変形例では、図5に示すように、前記のエンジンユニットEに代えて、電動モータ56によってクランク機構を介してプランジャ部材3を往復駆動するように構成している。尚、実施例1と同様の部材は、同一の符号を付している。
クランク機構57は、一端が回転軸56aに連結され且つ他端が回転軸56aを中心とした半径rの円形軌跡を移動するクランクアーム57aと、一端がクランクアーム57aの他端に回動自在に連結され且つ他端が連結部材58の一端に回動自在に連結されたコンロッド57bとにより構成されている。連結部材58は、他端がプランジャ部材3の基端に連結され、プランジャ部材3の軸心延長線上を左右方向に一定ストローク(2r)往復移動可能に形成されている。尚、連結部材58をガイドする軸受けを設けてもよい。
実施例1では、バイパス通路6をロッド内通路30と還流通路32(ハウジング内通路32a、接続通路32b、開口22f)と基端開口30bにより形成したが、本実施例では、バイパス通路6Aをロッド外周側通路5dとプランジャ外周側通路3eと連通孔3fと還流通路32A等により形成している。
1〕前記実施例においては、ポンプ装置を車両の走行駆動手段に適用した例を説明したが、車両の走行駆動手段に限らず、高圧の油圧が必要な土木工事や建築用の重機(建設機械)、その他種々の機械装置等に適用することも可能である。
4]前記実施例においては、作動油を加圧するプランジャポンプ装置に本発明を適用した場合を例にして説明したが、作動油に限らず、冷媒や食品や薬品や燃料や化学物質などの種々の液体を圧縮するプランジャポンプ装置、或いは、空気や燃料ガスや化学物質ガスなどの種々の気体を圧縮するプランジャポンプ装置(コンプレッサ装置)にも本発明を適用することが可能である。
5〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
2,2A ハウジング
2a プランジャ作動孔
3,3A プランジャ部材
3e プランジャ外周側通路
3f 連通孔
4,4A 加圧室
5,5A 制御ロッド
5d ロッド外周側通路
6,6A バイパス通路
22d,22e,22g 挿入穴
25 吸入通路
25a 吸入ポート
26 吐出通路
26a 吐出ポート
27 吸入用逆止弁
28 吐出用逆止弁
30 ロッド内通路
30b 基端開口
31 ロッド挿入孔
32,32A 還流通路
41,41A 吸入側アキュムレータ
42 吐出側アキュムレータ
50,52 エンジン
51m クランク機構
51w フライホイール
53 リンク機構
Claims (6)
- ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路と、このロッド内通路の先端部を吸入ポートに連通させる還流通路と、前記ロッド内通路の基端部を前記液体加圧室に連通可能な基端通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。 - 前記還流通路は、前記ハウジング内において制御ロッドの外側近傍に形成され且つ前記ロッド内通路の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路を有することを特徴とする請求項1に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
- ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の外周部に形成されたロッド外周側通路と、前記プランジャ部材のプランジャ部より基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路と、前記プランジャ外周側通路の先端近傍部でロッド外周側通路をプランジャ外周側通路に連通させる連通孔と、前記プランジャ外周側通路を吸入ポートに連通する還流通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。 - 前記吸入ポートに連通された吸入側アキュムレータと、前記吐出ポートに連通された吐出側アキュムレータとを有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
- 前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された1対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
- 前記リンク機構のプランジャ部材を連結する連結部と反対側の連結部に、クランク機構を介してフライホイールを連結し、前記1対の往復動エンジンの作動を円滑にするように構成したことを特徴とする請求項5に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
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