JPH0219664A - 圧力気体による液圧ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧縮空気・ガス等の圧力気体を利用した水圧
・油圧等の液圧ポンプ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の圧力流体（主として圧縮空気）による液圧ポンプ
装置としては、例えば特公昭５９−２５０８１号公報に
記載の如く、シリンダ内でピストンの一側に流体加圧往
動室を、他側にバネ加圧ｉＲ動室を設けて、往動室に圧
入される加圧流体でピストンを往動させるとともに、復
動室に内装した復動用バネで復動させるように構成し、
往動室は圧力流体供給室と圧力流体排出室とに切換弁で
切換え可能に連動させ、切換弁の弁体を弁切換具で切換
作動可能にし、弁切換具をピストンと同期連動可能に構
成して、ピストンの流体加圧往動時に弁切換具が排出室
から退出側に移動して、その往動終端部で切換弁体を往
動室への加圧流体供給位置から往動室からの加圧流体排
出位置に切換えるとともに、ピストンのバネ加圧復動時
に弁切換具が排出室に進入する側に移動して、その復動
終端部で切換弁体を前記排出位置から前記供給位置に切
換えるように構成したものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上記従来の圧力流体による液圧ポンプ装置では、
ピストンロッドの流体加圧往動室への圧力流体の供給と
排出を切換える切換弁の作動が、往動用弁体加圧室の流
体受圧面精と復動用弁体加圧室の流体受圧面績との面積
差、即ち流体による加圧力の差にて行われている。

そのため圧力流体の供給状態が、例えば０から徐々に供
給されるような場合や、あるいは圧力流体の供給圧がピ
ストンに作用する負荷とバランスしたような場合に、切
換弁が上下いずれにもならぬ中立状態が生じる。このよ
うな場合には、圧力流体が流体加圧往動室と圧力流体排
出室との双方へ分流してしまう。換言すれば、圧力流体
は流体加圧往動室にも圧力流体排出室にも充分に流れず
、上記中立状態が維持されて連続運転が不可能になるこ
という問題点が生じることがあった。

本発明は、上記従来の圧力流体による液圧ポンプ装置が
もつ問題点を解決しようとするものである。即ち本発明
の主たる目的は、圧力流体の供給と排出を切換える切換
弁の作動の不安定な要素をなくし、常に確実に作動して
中立状態とならず、常に確実に連続運転ができるように
することにある。また次の目的は、切換弁の小型軽量化
を可能として、ポンプの高速運転と吐出量の増大が図れ
るようにすることにある。

発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明の圧力気体による液圧ポンプ装置は、シリンダ室
（１）への圧力気体供給口（２）と排出口（３）を、方
向切換弁（４）にて択一的に切換え可能とし、シリンダ
室（１）を供給口（２）へ連通時に圧力気体がピストン
（５）をバネ（６）に抗して前進させ、シリンダ室（１
）を排出口（３）へ連通時に圧力気体が排出されバネ（
６）がピストン（５）を後退させ、かつ該ピストン（５
）に上記切換弁（４）の作動を連動させるようにした圧
力気体による液圧ポンプ装置において、 切換弁（４）は、外側の本体ケース（７）と内側のピス
トンロッド（８）間を軸方向に摺動可能で、供給口（２
）を切換弁（４）とピストンロッド（８）とのｂ間隙（
２）へ通じる中央部寄りの通孔００）と、該す間隙叩か
らシリンダ室（１）へ通じる前部寄りの通孔０υを有し
、切換弁（４）後端部と該弁（４）の後退位置決め用ス
トッパ部０９）との間に、切換弁（４）前進用の加圧室
（２０）を設け、切換弁（４）とケース（７）内周面と
の間には、そのａ間隙（９）を後端寄りで常時閉じる第
１パッキン濁と、切換弁（４）の後退時にシリンダ室（
１）へ圧力気体を流入可能に同ａ間隙（９）を開き、前
進時に閉じる第２パッキン菊と、切換弁（４）の前進時
に同ａ間隙（９）を開き中央部寄りの通孔α０を排気路
（２１）へ通じ、後退時に閉じる第３パツキンα９と、
同じく切換弁（４）の前進時に同ａ間隙（９）を開きシ
リンダ室（１）を排気路（２１＞へ通じ、後退時に閉じ
る第４パツキンＱ６）とを設け、 切換弁（４）とロッド（８）外周面との間の後部寄りに
は、ロッド（８）の後退時に閉じ、ロッド（８）前進時
にロッド（８）外周の係合凹溝（２２）へ係合してｄ間
隙（３０）を生じる第５パツキンα７）を設け、 ロッド（８）の後端寄り外周と切換弁（４）の後退位置
決め用ストッパ部α１内周との間には、その間隙（２３
）をロッド（８）の前進時に閉じ、後退時に開く第６パ
ッキン８）を設け、 かつロッド（８）の前部寄りに、ロッド（８）の後退移
動時に切換弁（４）を最後退させる切換弁原点復帰用の
掛止部（２４）を設けてなるものである。

なお、ピストンロッド（８）の前進側には、ポンプユニ
ット（２５）が設けられ、液吸込用弁（２６）と液吐出
用弁（２７）が設けられている。図において、（２８）
はマフラーを示す。

〔作　　用〕

まず、本発明の液体ポンプ装置へ圧力気体供給手段（図
示略）からの圧力気体がシリンダ室（１）へ供給される
前、あるいはシリンダ室（１）から圧力気体が排出され
た時点では、第１図の右半分で示す状態または第２図で
示す状態にある。即ち、バネ（６）の押されてピストン
（５）が後方（図で上方）へ後退させられ、ビス１−ン
ロソド（８）もバネ受板（２９）を介して後退させられ
、かつ切換弁（４）もロッド（８）に設けた切換弁原点
復帰用の掛止部（２３）で掛止されて、強制的に原点復
帰即ち最後退位置まで後退させられている。

その切換弁（４）が原点復帰している状態では、上記両
図の如く第２パッキン旬は本体ケース（７）と切換弁（
４）間のａ間隙（９）を開いている。そこで供給］」（
２）からの圧力気体は、矢印イで示す如く、上記ａ間隙
（９）を経て切換弁（４）の中央部寄りの通孔００）を
通り、切換弁（４）とロッド（８）とのｂ間隙θ乃へ達
し、かつ切換弁（４）の前部寄りの通孔Ｑｌ）を経てシ
リンダ室（１１へ供給される。

なおこの場合、切換弁（４）の中央部寄りの通孔α０）
の両側で、第１パッキン３）と第３パツキンＱ５ｊが本
体ケース（７）と切換弁（４）間のａ間隙（９）を閉止
しζおり、また切換弁（４）とロッド（８）間のｂ間隙
０のも、後部寄りで第５パッキン７）が閉止しているの
で、供給口（２）からの圧力気体は全てシリンダ室（１
）へ流入する。

上記の如くシリンダ室（１）へ圧力気体が流入すると、
第１図の左半分および第３図で示す如く、ピストン（５
）がバネ（６）の力に抗して前方（図で下方）へ前進し
、ピストンロッド（８）の前進により前方のポンプユニ
ット（２５）内の液体が吐出される。

そしてピストン（５）が最前進位置へ達した時点では、
上記両図で示す如くロッド（８）後部寄りの係合凹〆Ｆ
ｊ（２２）が、ロッド（８）と切換弁（４）間の第５パ
ッキン７）を係合するのでｄ間隙（３０）が生じるが、
第６パツキンθ田がロッド（８）先部寄外周とストッパ
部Ｃ１ｍ間を閉止している。そのため圧力気体は、矢印
口で示す如く切換弁（４）とロッド（８）とのａ間隙（
９）から、切換弁（４）の中央部寄りの通孔ＱＯＩを通
り、係合凹溝（２２）と第５パツキンα７）との間のｄ
間隙（３０）を経て、切換弁（４）とストッパ部０９）
間の切換弁前進用の加圧室（２０）へ流入する。

この加圧室（２ｍへの圧力気体の流入により、切換弁（
４）が第４図で示す如く前進する。該切換弁（４）が最
前進位置へ達した時点では、第２パツキン圓が同第４図
で示す如く本体ケース（７）と切換弁（４）間のａ間隙
（９）を閉止するので、それ以上の圧力気体の供給が停
止される。同時に、切換弁（４）とロッド（８）との間
の第５パッキン７）が保合凹溝（２２）から外れ、再び
ロッド（８）外周面に当接してｄ間隙（３ｏ）が無（な
るが、上記加圧室（２ｏ）の圧力気体は残留したままで
ある。

他方本体ケース（７）と切換弁（４）間の第３パッキン
５）が、本体ケース（７）との間でａ間隙（９）を生じ
るため、シリンダ室（１１の圧力気体は矢印ハで示す如
く切換弁（４）の中央部寄りの通孔００）からそのａ間
隙（９）を経て、排気路（２１）・マフラー（２８）を
通り排出口（３）から抜は出す。なおその状態では、切
換弁（４）前部寄りと本体ケース（７）間の第４パッキ
ン６）もａ間隙（９）を生じるので、シリンダ室（１）
の圧力気体はそのａ間隙（９）からも、排気路（２１）
マフラー（２８）を経て排出口（３）から抜は出す。

これでシリンダ室（１１の気圧が減少するため、第５図
で示す如くバネ（６）の力でピストン（５）が後退し、
ロッド（８）が後退するので、ポンプユニット（２５）
ｔ’は内部へ液が吸入され、次の吐出に備える。

そして上記後退するロッド（８）には、切換弁原点復帰
用の掛止部（２４）が設けであるので、該掛止部（２４
）にて掛止された切換弁（４）は、ロッド（８）の後退
に伴い加圧室（２０１の気圧に抗して強制的に後退させ
られる。加圧室（２１Ｏの圧力気体は、ロッド（８）後
部寄りの第６パッキンのが、第６図の如くストッパ部α
匂との間でＣ間隙（２３）を生じた時点で、該Ｃ間隙（
２３）から流出しマフラー（２８）を経て排出口（３）
から抜は出す。

上記の如く切換弁（４）は、ロッド（８）の掛止部（２
４）に掛止されて強制的に後退させられるため、切換弁
（４）の移動量の途中で停止することはなく、切換弁（
４）の後端部がストッパ部０９）に当接する最後退位置
、即ち原点まで復帰させられて停止する。

切換弁（４）が上記の如く原点まで復帰した場合には、
再び第１図の右半分や第２図で示す如く第２パツキンα
旬が本体ケース（７）と切換弁（４）とのａ間隙（９）
を開いて、中央部寄りの通孔ａυへ連通している。

同時に通孔００）の両側で第１・第３パツキン（１（Ｆ
ｊがａ間隙（９）を閉止するとともに、第５パッキン７
）が切換弁（４）とロッド（８）間のｂ間隙（ロ）を後
部で閉じている。そのため供給口（２〕からの圧力気体
は、再び本体ケース（７）と切換弁（４）との間隙（９
）を通り、切換弁（４）の中央部寄りの通孔α１・切換
弁（４）とロフト（３）とのｂ間隙叫・前部寄りの通孔
αυを経て、シリンダ室（１）へ供給され上記と同じ作
動を繰り返し行うことになる。

なお、上記切換弁（４）は、ロッド（８）の掛止部（２
４）にて後退移動するようにしであるので、切換弁（４
）の構造は簡単で小型化している。そのため、切換弁（
４）の作動時に生じる慣性力も小さくなっており、本ポ
ンプ装置を高速運転させられて、吐出量も多くなってい
る。

発明の効果 上記本発明の圧力気体による液圧ポンプ装置は次のよう
な効果を奏する。

ｉ）本発明の液圧ポンプ装置は、シリンダ室への圧力気
体の供給と排出を切換える切換弁が、中立状態となるこ
とがなくなり、常に確実に連続運転をすることができる
。

即ち、従来のこの種の液圧ポンプでは、圧力気体の供給
と排出を切換える切換弁の作動が、往動用弁体加圧室の
気体受圧面積と復動用弁体加圧室の気体受圧面積との面
積差、即ち圧力気体の加圧力の差にて行われていた。そ
のため圧力気体による供給状態が、例えばＯから徐々に
供給されるような場合や、圧力気体の供給圧がピストン
に作用する負荷とバランスしたような場合に、切換弁が
上下いずれにもならぬ中立状態が生じた。それゆえ、圧
力気体が気体加圧往動室にも圧力気体排出室にも充分に
流れず、上記中立状態が維持されて′連続運転が不可能
になってしまうことがあった。

しかし本発明の液圧ポンプ装置では、上記の如く切換弁
による切換え作動が、ピストンの最前進位置と最後退位
置で行われ、特に切換弁の原点復帰即ち最後退位置への
後退移動が、バネで後退するピストンのロッドに掛止さ
れて行われるようにしである。換言すれば、切換弁を機
械的に直接的かつ強制的に原点復帰させている。したが
って、従来の切換弁が気体による加圧力の差で作動され
不安定であるのに対し、本発明での切換弁は當に確実に
原点復帰がなされることになり、中立位置で停止するよ
うなことなく、常に連続運転ができるようになる。

ｉｉ）本発明の液圧ポンプ装置は、ポンプの高速運転と
吐出量の増大を図ることができる。

即ち、従来のこの種の液圧ポンプでは、切換弁の構造が
複雑であったり、大きかったりした。そのため切換弁作
動時の慣性力も大きく、高速運転が出来ず、液の吐出量
も余り多くできなかった。

しかし本発明の液圧ポンプ装置では、切換弁はピストン
ロッドで掛止されて作動するように構成してあり、切換
弁自体の構造はシンプル・小型にできる。そのため切換
弁の作動時の慣性力も小さくなり、したがって高速運転
が可能で吐出量の増大を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであり、第１図は装置全
体の縦断正面図で、その右半分は圧力気体がシリンダ室
へ供給される前の状態、また左半分は圧力気体の供給で
ピストンが最前進位置へ達した状態を示し、第２図は圧
力気体がシリンダ室へ供給される前の要部の縦断正面図
、第３図はピストンが最前進位置に達し、圧力気体が切
換弁の加圧室へ供給中の要部の縦断正面図、第４図は切
換弁が前進してシリンダ室の圧力気体が排出中の要部の
縦断正面図、第５図はピストンとロッドが後退中の要部
の縦断正面図、第６図はピストンとロッドの後退で切換
弁が強制的に後退中の縦断正面図である。 図面符号 （１）−シリンダ室 （３）−排出口 （５）−ピストン （７）−ケース （９）−ａ間隙 αト１孔 ０罎−第１パツキン （２）−供給口 （４）−切換弁 （６）−バネ （８）−ピストンロッド ０ト１孔 ＠−す間隙 α旬−第２パツキン Ｑ！９−第３パツキン αη−第５パツキン α噂−ストツバ部 （２１）−排気路 （２３）　−ｃ間隙 （２５）−ボンプユニッ （２７）−吐出用弁 （２９）−バネ受板 Ｑ６）−第４パツキン Ｑａ）−第６パツキン Ｃ２ｍ−加圧室 （２２）−係合凹溝 （２４）−掛止部 ト（２６）−吸入用弁 （２８）−マフラー （３０）　−ｄ間隙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］シリンダ室（１）への圧力気体供給口（２）と排
   出口（３）を、方向切換弁（４）にて択一的に切換え可
   能とし、シリンダ室（１）を供給口（２）へ連通時に圧
   力気体がピストン（５）をバネ（６）に抗して前進させ
   、シリンダ室（１）を排出口（３）へ連通時に圧力気体
   が排出されバネ（６）がピストン（５）を後退させ、か
   つ該ピストン（５）に上記切換弁（４）の作動を連動さ
   せるようにした圧力気体による液圧ポンプ装置において
   、 切換弁（４）は、外側の本体ケース（７）と内側のピス
   トンロッド（８）間を軸方向に摺動可能で、供給口（２
   ）を切換弁（４）とピストンロッド（８）とのｂ間隙（
   １２）へ通じる中央部寄りの通孔（１０）、と、該ｂ間
   隙（１２）からシリンダ室（１）へ通じる前部寄りの通
   孔（１１）を有し、切換弁（４）後端部と該弁（４）の
   後退位置決め用ストッパ部（１９）との間に、切換弁（
   ４）前進用の加圧室（２０）を設け、切換弁（４）とケ
   ース（７）内周面との間には、そのａ間隙（９）を後端
   寄りで常時閉じる第１パッキン（１３）と、切換弁（４
   ）の後退時にシリンダ室（１）へ圧力気体を流入可能に
   同ａ間隙（９）を開き、前進時に閉じる第２パッキン（
   １４）と、切換弁（４）の前進時に同ａ間隙（９）を開
   き中央部寄りの通孔（１０）を排気路（２１）へ通じ、
   後退時に閉じる第３パッキン（１５）と、同じく切換弁
   （４）の前進時に同ａ間隙（９）を開きシリンダ室（１
   ）を排気路（２１）へ通じ、後退時に閉じる第４パッキ
   ン（１６）とを設け、 切換弁（４）とロッド（８）外周面との間の後部寄りに
   は、ロッド（８）の後退時に閉じ、ロッド（８）前進時
   にロッド（８）外周の係合凹溝（２２）へ係合してｄ間
   隙（３０）を生じる第５パッキン（１７）を設け、 ロッド（８）の後端寄り外周と切換弁（４）の後退位置
   決め用ストッパ部（１９）内周との間には、そのｃ間隙
   （２３）をロッド（８）の前進時に閉じ、後退時に開く
   第６パッキン（１８）を設け、 かつロッド（８）の前部寄りに、ロッド（８）の後退移
   動時に切換弁（４）を最後退させる切換弁原点復帰用の
   掛止部（２４）を設けてなる、圧力気体による液圧ポン
   プ装置。