JP7496102B2 - 発動機およびその発動機を備える油圧ポンプ装置 - Google Patents
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Description
上記油圧ポンプ装置では、ピストンが緩やかに動作するときがある。このとき、パイロット弁体が圧抜き弁体を弁座から僅かに離間させると、切換え作動室内の圧縮エアが僅かずつ漏れ出る。このため、給排弁が上限位置と下限位置の途中位置へ移動して切換え動作ができなくなるおそれがある。この場合、ピストンの上側の作動室が給圧室と外部との両方に連通されて、油圧ポンプ装置が動作不能となることがある。
本発明の目的は、ピストンが緩やかに動作するときでも、確実に給排弁を切換えることができる油圧ポンプ装置を提供することにある。
本発明の発動機では、パイロット弁体が圧抜き弁体を弁座から緩やかに離間させて、切換え作動室の圧力流体が外部へ漏れ出るときに、切換え作動室の圧力流体の僅かな圧力低下に応じて弁座部材が圧抜き弁体から離間する方向へ移動される。このため、切り換え作動室の圧力流体が圧抜き弁体と弁座との間の開弁隙間から外部へ迅速に排出されて、給排弁が一端側に確実に移動される。
(1)前記給排弁13は、給排弁本体24と、第1弁部材25と、第2弁部材26と、伝動部材27とを備える。前記給排弁本体24の外周壁に前記軸方向へ移動可能に外嵌めされる筒状の第1弁部材25が、第1バネ38によって前記軸方向の一端側へ付勢される。その第1弁部材25が、前記給排弁本体24に形成される段差部24bに前記軸方向の一端側から受け止められる。前記給排弁本体24の外周壁に前記軸方向へ移動可能に外嵌めされる筒状の第2弁部材26が、第2バネ39によって前記軸方向の他端側へ付勢される。前記第1弁部材25と前記第2弁部材26との間に筒状の伝動部材27が前記軸方向に移動可能となるように挿入される。その伝動部材27が、前記第1弁部材25と前記第2弁部材26とに当接可能になっている。前記伝動部材27と前記第1弁部材25との間に形成される作業室35が、前記給圧室28に連通可能となっている。
この場合、給排弁が一端側位置へ移動されたときに、第1バネによって第1弁部材が一端側へ付勢されることにより、第1発動室から圧力流体を排出する流路が第1弁部材によって遮断されると共に、第1発動室に圧力流体を供給する流路が連通される。このとき、作動室が給圧室に連通されて、作動室の圧力流体が伝動部材を介して第2弁部材を一端側へ移動させる。すると、第2発動室に圧力流体を供給する流路が第2弁部材によって確実に遮断されると共に、第2発動室から圧力流体を排出する流路が確実に連通される。
また、給排弁が他端側位置へ移動されたときに、給排弁本体が段差部を介して第1弁部材を他端側へ移動させて、第1発動室に圧力流体を供給する流路が第1弁部材によって確実に遮断されると共に、第1発動室から圧力流体を排出する流路が確実に連通される。このとき、第2弁部材が第2バネによって他端側へ付勢されることにより、第2発動室から圧力流体を排出する流路が第2弁部材によって確実に遮断されると共に、第2発動室に圧力流体を供給する流路が確実に連通される。
この場合、給排弁の構成を簡素にすることができる。
この場合、給圧室に圧力流体の圧力が供給される前において、給排弁のパッキン抵抗力などの摩擦力や給排弁の自重による抵抗力を上回るように、補助バネが給排弁を一端側位置へ付勢して確実に移動させる。これにより、給排弁が一端側位置と他端側位置との間にある中間位置に移動されて、第1発動室および第2発動室に圧力流体が供給されながら排出される状態になることで発動機が動作不能になることを防止できる。
この場合、上記の発動機では、切換え作動室に供給される圧力流体が給排弁を他端位置へ向けて押動させている状態において、その切換え作動室から、何らかの原因によって、圧力流体がわずかずつ漏れ出ることがある。この場合、給排弁が一端側位置と他端側位置との間にある中間位置へ移動しようとするが、第2発動室の圧力流体が流路(絞り路)を通って緩やかに切換え作動室へ供給されるので、給排弁が他端位置で保持される。その結果、発動機が動作不能となることを防止できる。
この場合、プランジャは、発動機によって往路と復路において略同じ駆動力で移動され、その往路を移動するときと、復路を移動するときの両方において作動油を連続的に吐出できる。
この場合、本発明の油圧ポンプ装置は、往路と復路においてほぼ同じ量だけ作動油を連続的に吐出できる。
上記のポンプ装置1の圧抜き弁体50が圧抜き弁座49に当接されて閉弁された状態において、切換え作動室40の圧縮エアが何らかの原因によって漏れ出ていくことがある(異常状態)。このような異常状態において、本実施形態の開閉手段等を備えない装置では、漏れた分だけ圧縮エアが補充されないと、給排弁13が中立位置へ移動して、給圧口14が第1作業室29および第2作業室31を通って排圧口15へ連通されると共に、第1発動室9および第2発動室10が排圧口15へ連通されて、最悪の場合、圧油ポンプ装置が動作不能状態となる。これに対して、本実施形態の油圧ポンプでは、切換え作動室40の圧縮エアが漏れても、第2発動室10および第2作業室31の圧縮エアが流路53を通って緩やかに切換え作動室40へ補充されるので、上記のような油圧ポンプ装置の動作不能状態となるのを防止できる。
上記ピストン8から下方へ突設されるプランジャ22が、ポンプ3の筐体20内に形成されるポンプ室21に上下方向へ移動可能に挿入される。そのプランジャ22は、上方(一端側)から順に形成される第1小径部22aと、その第1小径部22aよりも直径寸法が大きい大径部60と、第1小径部22aとほぼ同じ直径寸法の第2小径部22bとを有している。第1小径部22aの直径寸法と第2小径部22bの直径寸法とが略同じになるように設定されているため、そのプランジャ22がポンプ室21から押し出す作動油は、往路における吐出量と復路における吐出量とが略同じとなる。なお、往路における吐出量と復路における吐出量とに差を設けたい場合には、第1小径部22aの直径寸法と第2小径部22bの直径寸法とを異なる寸法に設定すればよい。この場合、第2小径部22bを省略してもよい。
上記のピストン8を図1の上限位置から図2の下限位置まで下降駆動させると、ピストン8に連動してプランジャ22の大径部60が下降される。このとき、その第2ポンプ室62の作動油の圧力が高められて、その第2ポンプ室62内の高圧の作動油が第2吐出弁体76を押し開いて、その高圧の作動油が吐出口64から(図示しない)外部へ吐出される。また、このとき、第1ポンプ室61の内圧が吸入口63内の作動油の圧力よりも低くなり、吸入口63の作動油が第1吸入弁体70を押し開いて、吸入口63の作動油が第1ポンプ室61に吸入される。
また、上記の発動機2は、上記の実施形態のように空圧作動式に構成することに代えて、窒素などの他の種類のガスで作動させたり、油圧で作動させたりすることもできる。
Claims (7)
- 発動機本体(4)に形成されるシリンダ孔(7)に当該シリンダ孔(7)の軸方向へ移動可能に挿入されるピストン(8)と、
前記ピストン(8)の前記軸方向の一端側に形成される第1発動室(9)と、
前記ピストン(8)の前記軸方向の他端側に形成される第2発動室(10)と、
前記第2発動室(10)から圧力流体を排出すると共に前記第1発動室(9)に圧力流体を供給する状態と、前記第1発動室(9)から圧力流体を排出すると共に前記第2発動室(10)に圧力流体を供給する状態とを切り換える給排弁(13)と、
前記給排弁(13)の前記軸方向の他端側に形成される給圧室(28)であって、当該給圧室(28)に供給される圧力流体によって前記給排弁(13)を前記軸方向の一端側位置へ押動させる給圧室(28)と、
前記給排弁(13)の前記軸方向の一端側に形成される切換え作動室(40)であって、当該切換え作動室(40)に供給される圧力流体によって前記給排弁(13)を前記軸方向の他端側位置へ押動させる切換え作動室(40)と、
前記ピストン(8)から突設されるパイロット弁体(18)と、
前記パイロット弁体(18)から離間されることにより前記給圧室(28)の圧力流体を前記切換え作動室(40)に供給すると共に、前記パイロット弁体(18)に係合することにより前記給圧室(28)から前記切換え作動室(40)への圧力流体の流れを遮断するスリーブ(44)と、
前記スリーブ(44)に形成される収容孔(44d)に移動可能に挿入されると共に、バネ(48)によって前記パイロット弁体(18)に向けて付勢される弁座部材(47)と、
前記弁座部材(47)に形成される弁座(49)に向けて閉弁バネ(51)によって付勢される圧抜き弁体(50)であって、前記パイロット弁体(18)の前記軸方向への移動によって前記弁座(49)から離間されることにより、切換え作動室(40)の圧力流体を外部へ排出する圧抜き弁体(50)と、を備え、
ことを特徴とする発動機。 - 請求項1の発動機において、
前記給排弁(13)は、給排弁本体(24)と、
前記給排弁本体(24)の外周壁に前記軸方向へ移動可能に外嵌めされる筒状の第1弁部材(25)であって、第1バネ(38)によって前記軸方向の一端側へ付勢されると共に、前記給排弁本体(24)に形成される段差部(24b)に前記軸方向の一端側から受け止められる第1弁部材(25)と、
前記給排弁本体(24)の外周壁に前記軸方向へ移動可能に外嵌めされる筒状の第2弁部材(26)であって、第2バネ(39)によって前記軸方向の他端側へ付勢される第2弁部材(26)と、
前記第1弁部材(25)と前記第2弁部材(26)との間に前記軸方向に移動可能となるように挿入される筒状の伝動部材(27)であって、前記第1弁部材(25)と前記第2弁部材(26)とに当接可能になっている伝動部材(27)と、を有し、
前記伝動部材(27)と前記第1弁部材(25)との間に形成される作業室(35)が、前記給圧室(28)に連通可能となっている、
ことを特徴とする発動機。 - 請求項1の発動機において、
前記給排弁(13)は、一体に形成される給排弁本体(24)と、前記給排弁本体(24)から径方向の外方に突設される第1弁部材(25)および第2弁部材(26)と、を有する、
ことを特徴とする発動機。 - 請求項1から3のいずれかの発動機において、
前記給排弁(13)の前記軸方向の他端側に補助バネ(42)が装着され、前記補助バネ(42)が前記給排弁(13)を前記軸方向の一端側へ付勢している、
ことを特徴とする発動機。 - 請求項1から4のいずれかの発動機において、
前記第2発動室(10)と前記切換え作動室(40)とが流路(53)によって連通され、前記流路(53)の一部または全部に絞り路(54)が形成される、
ことを特徴とする発動機。 - 請求項1から5のいずれかの発動機と、前記発動機によって駆動されるポンプ(3)とを備える油圧ポンプ装置であって、
前記ピストン(8)に連結されると共に、前記ポンプ(3)内に前記軸方向へ移動可能に挿入されるプランジャ(22)であって、当該プランジャ(22)の途中部に形成される大径部(60)を有するプランジャ(22)と、
前記大径部(60)の前記軸方向の一端側に形成される第1ポンプ室(61)と、
前記大径部(60)の前記軸方向の他端側に形成される第2ポンプ室(62)と、
作動油の吸入口(63)を前記第1ポンプ室(61)に連通させる第1吸入路(63a)に設けられる第1吸入弁(65)であって、前記吸入口(63)から前記第1ポンプ室(61)への作動油の流れを許容すると共に、その逆の流れを制限する第1吸入弁(65)と、
前記吸入口(63)を前記第2ポンプ室(62)に連通させる第2吸入路(63b)に設けられる第2吸入弁(66)であって、前記吸入口(63)から前記第2ポンプ室(62)への作動油の流れを許容すると共に、その逆の流れを制限する第2吸入弁(66)と、
前記第1ポンプ室(61)を作動油の吐出口(64)に連通させる第1吐出路(64a)に設けられる第1吐出弁(67)であって、前記第1ポンプ室(61)から前記吐出口(64)への作動油の流れを許容すると共に、その逆の流れを制限する第1吐出弁(67)と、
前記第2ポンプ室(62)を作動油の吐出口(64)に連通させる第2吐出路(64b)に設けられる第2吐出弁(68)であって、前記第2ポンプ室(62)から前記吐出口(64)への作動油の流れを許容すると共に、その逆の流れを制限する第2吐出弁(68)と、を備える、
ことを特徴とする油圧ポンプ装置。 - 請求項6の油圧ポンプ装置において、
前記プランジャ(22)は、前記ピストン(8)に連結される第1小径部(22a)と、その第1小径部(22a)よりも大径に形成されると共に、当該第1小径部(22a)に連結される前記大径部(60)と、前記第1小径部(22a)と略同じ直径寸法に形成されるように前記大径部(60)に連結される第2小径部(22b)とを備える、ことを特徴とする油圧ポンプ装置。
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