JPH0618672U - 圧力流体駆動式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力流体駆動式ポンプに関し、吐出圧力の脈
動を減少できるとともに、吐出量を増大できるようにし
た圧力流体駆動式ポンプを提供することを目的とする。 【構成】 ボデー１内に２つのシリンダ２ａ・２ｂと各
シリンダ２ａ・２ｂで駆動される２つのポンプ８ａ・８
ｂとを設け、両ポンプ８ａ・８ｂの吐出路85ａ・85ｂを
出口逆止弁86ａ・86ｂの下流で合流させ、一方のシリン
ダ２ａ（または２ｂ）の吐出駆動用受圧室24ａ（または
24ｂ）への圧力流体の供給時に他方のシリンダ２ｂ（ま
たは２ａ）の吐出駆動用受圧室24ｂ（または24ａ）の圧
力流体を排出させる方向制御弁３が設けられる構成とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧力流体駆動式ポンプに関し、特に吐出圧力の脈動を減少できると ともに、吐出量を増大できるようにした圧力流体駆動式ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、圧力流体式ポンプは吐出路の圧力が所定値に達すると自動的に運転が 停止され、吐出路の圧力が所定値を下回ると自動的に運転を再開できることから 、工作機械の予圧式過負荷安全装置などに用いられている。 この予圧式過負荷安全装置は、例えば図４に示すプレスの過負荷安全装置を例 にとって説明すれば、加圧機構（駆動部）101 とスライド（作業部）102 との間 にブースタシリンダ103 と呼ばれるシリンダを介在させて加圧機構101 とスライ ド102 とが一定の範囲内で相対変位できるようにし、ポンプ104 によりブースタ シリンダ103 に一定の圧力（予圧）を有する圧力流体、例えば圧油を充填して加 圧機構101 からスライド102 への圧力伝達を可能にする一方、過負荷時にはブー スタシリンダ103 内の圧力流体を逃し弁105 を介して排出することにより加圧機 構101 とスライド102 との距離を短縮させて過負荷状態を解消するように構成さ れている。

【０００３】 上記ブースタシリンダ103 に圧力流体を供給するポンプはブースタポンプ105 と呼ばれ、このブースタポンプ105 として圧力流体駆動式ポンプが多用されてい る。 この種のポンプとしては、図５に示すように、ボデー201 内に圧力流体によっ て駆動される１つの単動型シリンダ202 と、該シリンダ202 への圧力流体の給排 を制御する方向制御弁203 と、外部の圧力流体供給路を方向制御弁に接続する入 口流路204 と、方向制御弁203 を上記シリンダ202 に接続する給排路205 と、方 向制御弁203 を外部の流体排出路に接続する出口流路206 と、上記シリンダ202 によって駆動される１つのプランジャ型ポンプ207 とを備えている（特公昭55− 40761 号公報、特公昭59−25081 号公報参照）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

この従来の圧力流体駆動式ポンプでは、シリンダ202 およびこれによって駆動 されるポンプ207 がそれぞれ１つであるため、ポンプの吐出圧力は図６に示すよ うに吸入行程では作動流体の吐出圧が０（あるいは吐出流路の内圧）となり、吐 出行程では０（あるいは吐出流路の内圧）と最大吐出圧との間で大きく脈動する 。その結果、これに接続される圧力流体機器の動作の安定性を損なうおそれがあ る。また、１サイクル当たりの吐出量が少ないので例えば始動時の立ち上がり特 性を高める上で不利になる。

【０００５】 本考案は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、吐出圧力の脈動を減少で きるとともに、吐出量を増大できるようにした圧力流体駆動式ポンプを提供する ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ボデー内に圧力流体によって駆動される単動型シリンダと、該シリ ンダへの圧力流体の給排を制御する方向制御弁と、外部の圧力流体供給路を方向 制御弁に接続する入口流路と、方向制御弁を上記シリンダに接続する給排路と、 方向制御弁を外部の流体排出路に接続する出口流路と、上記シリンダによって駆 動されるプランジャ型ポンプとを備える圧力流体駆動式ポンプにおいて、上記の 目的を達成するため、次のような手段を講じている。

【０００７】 すなわち、ボデー内に２つのシリンダと各シリンダで駆動される２つのポンプ とを設け、両ポンプの吐出路を出口逆止弁の下流で合流させるとともに、上記方 向制御弁として、一方のシリンダの吐出駆動用受圧室への圧力流体の供給時に他 方のシリンダの吐出駆動用受圧室の圧力流体を排出させ、一方のシリンダの吐出 駆動用受圧室からの圧力流体の排出時に他方のシリンダの吐出駆動用受圧室に圧 力流体を供給させる方向制御弁が設けられることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案においては、２つのシリンダとポンプとが互いに反対の行程を取りなが ら同時に作動するので、１サイクル中に各ポンプから１回ずつ、しかも、一方の ポンプの吸入行程で吐出が停止する間、他方のポンプから吐出されるので、圧力 変動の周期が短くなり、出口流路の圧力変動を少なくできる。

【０００９】 また、１サイクル中に２つのポンプから圧力流体が吐出されるので、吐出量を 例えば２倍に増大させることができる。

【００１０】

【実施例】

以下に図１および図２の各断面図に基づいて本考案の一実施例を具体的に説明 するが、この実施例に係る圧力流体駆動式ポンプは、例えば工作機械の過負荷安 全装置のブースタポンプに用いられ、駆動源である圧力流体としては圧縮空気が 用いられ、作動流体として油を吐出するように構成される。

【００１１】 この圧力流体駆動式ポンプのボデー１内には圧縮空気によって駆動される２つ の単動型シリンダ２ａ・２ｂと、これらのシリンダ２ａ・２ｂへの圧縮空気の給 排を制御する方向制御弁３と、外部の圧力流体供給路を方向制御弁３に接続する 入口流路４と、方向制御弁３を上記シリンダ２ａ・２ｂに個別に接続する給排路 ５ａ・５ｂと、方向制御弁３を外部の流体排出路６に接続する出口流路７と、上 記シリンダ２ａ・２ｂによって個別に駆動される２つのプランジャ型ポンプ８ａ ・８ｂとを備えている。

【００１２】 各シリンダ２ａ・２ｂは、円筒形のシリンダ室21ａ・21ｂと、シリンダ室21ａ ・21ｂに進退摺動可能に気密内嵌されたピストン22ａ・22ｂとを備え、上記シリ ンダ室21ａ・21ｂはピストン22ａ・22ｂによってポンプ８ａ・８ｂ側の容積可変 のバネ室23ａ・23ｂとその反対側の容積可変の受圧室24ａ・24ｂとに区画される 。また、上記バネ室23ａ・23ｂにはピストン22ａ・22ｂを反ポンプ８ａ・８ｂ側 、すなわち、方向制御弁３側に押し戻す戻しバネ25ａ・25ｂが挿入される。

【００１３】 上記方向制御弁３は、一方のシリンダ（以下、第１シリンダという）２ａへの 圧力流体の供給時に他方のシリンダ（以下、第２シリンダという）２ｂの圧力流 体を排出させ、第１シリンダ２ａからの圧力流体の排出時に第２シリンダ２ｂに 圧力流体を供給させるように構成してあれば特にその構成は限定されない。 このためには、方向制御弁３がいずれか一方のシリンダ２ａまたは２ｂの行程 の終了時に接続方向が反転されるように構成する必要があるが、第１シリンダ２ ａのピストン22ａと方向制御弁３の主弁子とが連動される場合を例にとって説明 すれば、以下のように構成すればよい。

【００１４】 すなわち、方向制御弁３に圧力流体の接続方向を制御する主弁３ａと、シリン ダ２ａのピストン22ａに連動して、そのピストン22ａの両ストローク端で主弁の 弁子（主弁子）の位置を切り替える主弁子駆動手段３ｂとが設けられる。 主弁３ａはポペット型の弁で構成してもよいが、この実施例では、駆動力を比 較的小さくできるスプール型の弁で構成している。すなわち、円筒形の主弁室31 ａ内に主スプール32ａが摺動可能に挿入される。なお、主弁室31ａは、全体を小 型に、かつ、コンパクトにするため、シリンダ２ａの受圧室24ａ側にシリンダ２ ａと同軸心状に配置される。

【００１５】 また、上記のような接続切り替えを実現するため、一方では、主弁室31ａの周 面に、シリンダ２ａ側から順に、入口流路４、第１シリンダ２ａの給排路５ａ、 第２シリンダ２ｂの給排路５ｂおよび入口流路４を第２シリンダ２ｂの給排路５ ｂに接続する分流路４ａがそれぞれ適当な間隔を置いて開口させてある。 また、他方では、主スプール32ａの中心に出口流路７に連通する排気穴33ａが シリンダ２ａと反対側の端面から凹入させ、外周囲にシリンダ２ａ側から順に第 １シリンダ２ａの給排路５ａと入口流路４との接続を断続させる周溝34ａ、第１ シリンダ２ａの給排路５ａと第２シリンダ２ｂの給排路５ｂとを通孔35ａを介し て排気穴33ａに切替接続する周溝36ａ、分流路４ａと第２シリンダ２ｂの給排路 ５ｂとの接続を断続させる周溝37ａとが形成される。

【００１６】 そして、主スプール32ａが反シリンダ２ａ側のストローク端に位置する時には 、図１に示すように、入口流路４が周溝34ａを介して第１シリンダ２ａの給排路 ５ａに接続され、第２シリンダ２ｂの給排路５ｂが周溝36ａ、通孔35ａおよび排 気穴33ａを介して出口流路７に接続される。 また、主スプール32ａがシリンダ２ａ側のストローク端に位置する時には、図 ２に示すように、入口流路４が周溝34ａ、分流路４ａおよび周溝37ａを介して第 ２シリンダ２ｂの給排路５ｂに接続され、第１シリンダ２ａの給排路５ａが周溝 36ａ、通孔35ａおよび排気穴33ａを介して出口流路７に接続される。

【００１７】 なお、出口流路７は消音器９を介して大気中に連通されている。 上記主弁子駆動手段３ｂは、ピストン22ａの両ストローク端で主スプール32ａ の位置を切り替えるように構成してあればよく、例えば、主弁室31ａの一側に復 動シリンダ31ｂを設け、この復動シリンダ31ｂのピストン32ｂを主スプール32ａ に連結し、復動シリンダ31ｂの主弁室31ａ側の受圧室33ｂを常時主スプール32ａ の周溝34ａを介して入口流路４に連通させる一方、第１シリンダ２ａ側の受圧室 34ｂを入口流路４と出口流路７とに切り替え接続する方向切替弁35ｂを設け、上 記第１シリンダ２ａのピストン22ａがそのストロークの両端でこのスプール35ｂ をその位置が反転するように駆動するようにしている。

【００１８】 すなわち、図１に示すようにピストン22ａが方向制御弁３側のストロークエン ドに達する時に、スプール35ｂが方向制御弁３側に押し出され、復動シリンダ31 ｂの第１シリンダ２ａ側の受圧室34ｂが入口流路４に接続切り替えされ、ピスト ン32ｂおよび主スプール32ａが反第１シリンダ２ａ側に移動される。また、図２ に示すように、ピストン22ａがポンプ８ａ側のストロークエンドに達する時にス プール35ｂが第１シリンダ２ａ側に引き寄せられ、復動シリンダ31ｂの第１シリ ンダ２ａ側の受圧室34ｂが出口流路７に接続切り替えされ、ピストン22ｂおよび 主スプール32ａが第１シリンダ２ａ側に移動される。

【００１９】 上記ポンプ８ａ・８ｂは、第１・第２シリンダ２ａ・２ｂと同軸心状に配置さ れたポンプ室81ａ・81ｂ、ポンプ室81ａ・81ｂに接続された圧油吸入路82ａ・82 ｂを開閉する入口逆止弁83ａ・83ｂ、入口逆止弁83ａ・83ｂを閉弁付勢する閉弁 バネ84ａ・84ｂ、ポンプ室81ａ・81ｂから導出された吐出路85ａ・85ｂを開閉す る出口逆止弁86ａ・86ｂおよび出口逆止弁86ａ・86ｂを閉弁付勢する閉弁バネ87 ａ・87ｂと、ピストン22ａ・22ｂと一体に形成され、各ポンプ室81ａ・81ｂに出 入するプランジャ88ａ・88ｂとを備えている。

【００２０】 両ポンプ８ａ・８ｂの吐出路85ａ・85ｂは出口逆止弁86ａ・86ｂの下流で互い に合流して１つの吐出口89から圧油が吐出されるようにしている。 この圧力流体駆動式ポンプにおいては、図１に示すように、第１シリンダ２ａ のピストン２が方向制御弁３側のストロークエンドに位置すると、スプール35ｂ が方向制御弁３側に押し出される。これにより、復動シリンダ31ｂの第１シリン ダ２ａ側の受圧室34ｂが入口流路４に接続切り替えされ、受圧室34ｂの内圧が高 められ、主スプール32ａの反第１シリンダ２ａ側の端面に作用する大気圧との差 圧によってピストン22ａ・22ｂおよび主スプール32ａが反第１シリンダ２ａ側に 移動される。この結果、入口流路４から周溝３４ａ及び給排路５ａを介して第１ シリンダ２ａの受圧室24ａに圧縮空気が流入し、戻しバネ25ａに抗してピストン 22ａをポンプ８ａ側に移動させ、ポンプ８ａから圧油を吐出させる。

【００２１】 一方、第２シリンダ２ｂの受圧室24ｂは給排路５ｂ、周溝36ａ、通孔35ａ、排 気穴33ａおよび出口流路７を介して大気中に連通されるので、受圧室24ｂの圧力 は大気圧まで降圧し、戻しバネ25ｂによってピストン22ｂが反ポンプ８ｂ側に駆 動され、ポンプ８ｂのポンプ室81ｂに圧油吸入路82ｂから入口逆止弁83ｂを経て 作動油が吸入される。

【００２２】 この後、第１シリンダ２ａのピストン２がポンプ８ａ側のストロークエンドに 移動すると、スプール35ｂがポンプ８ａ側に引き寄せられる。これにより、復動 シリンダ31ｂの第１シリンダ２ａ側の受圧室34ｂが出口流路７に接続切り替えさ れ、この受圧室34ｂの内圧が大気圧に降圧され、復動シリンダ31ｂの方向制御弁 ３側の受圧室33ｂと第１シリンダ２ａ側の受圧室34ｂとの圧力差によってピスト ン32およびび主スプール32ａが第１シリンダ22ａ側に移動される。この結果、入 口流路４から周溝３４ａ、分流路４ａ、周溝37ａおよび給排路５ｂを介して第２ シリンダ２ｂの受圧室24ｂに圧縮空気が流入し、戻しバネ25ｂに抗してピストン 22ｂをポンプ８ｂ側に移動させ、ポンプ８ｂから圧油を吐出させる。

【００２３】 これに対し、第１シリンダ２ａの受圧室24ａは給排路５ａ、周溝36ａ、通孔35 ａ、排気孔33ａおよび出口流路７を介して大気中に連通され、戻しバネ25ａによ ってピストン22ａが反ポンプ８ａ側に駆動され、ポンプ８ａのポンプ室81ａに圧 油吸入路82ａから入口逆止弁83ａを経て作動油が吸入されることになる。 このようにして、図３に示すように、１サイクル中に一方のポンプ８ａまたは ８ｂの吐出が停止する間に他方のポンプ８ｂまたは８ａから圧油が吐出されるの で、吐出圧の圧力変動を少なくできる。

【００２４】 また、１サイクル中に２つのポンプ８ａ・８ｂからそれぞれ作動油が吐出され るので、１サイクル当たりの吐出量が多くなり、例えば始動時の立ち上がり特性 を高めることができる。 上記の実施例においては、ポンプ８ａ・８ｂを駆動する各シリンダ２ａ・２ｂ が単動型シリンダで構成されているが、各シリンダ２ａ・２ｂを復動型シリンダ で構成することも可能である。この場合、各シリンダ２ａ・２ｂの吐出駆動用の 受圧室と他方のシリンダ２ｂ・２ａの吸入駆動用の受圧室とを互いに連通させる ように構成しても、別の方向制御弁を設けて各シリンダ２ａ・２ｂの吸入駆動用 の受圧室への駆動流体の給排を制御するように構成してもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案においては、ボデー内に２つのシリンダと各シリ ンダで駆動される２つのポンプとを設け、両ポンプの吐出路を合流させるととも に、上記方向制御弁として、一方のシリンダへの圧力流体の供給時に他方のシリ ンダの圧力流体を排出させ、一方のシリンダからの圧力流体の排出時に他方のシ リンダに圧力流体を供給させる方向制御弁が設けられる。

【００２６】 これにより、一方のポンプの吐出が停止する間に他方のポンプから作動流体が 吐出されるので、吐出圧が０または最低吐出圧に保持される期間がなくなり、吐 出圧力の変動が少なくなる。 また、１サイクル中に２つのポンプから１回ずつ作動流体を吐出させるので、 １サイクル当たりの吐出量を増大させることができ、立ち上がり特性を高めるこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の断面図である。

【図２】本考案の断面図である。

【図３】本考案の吐出圧力線図である。

【図４】プレスの予圧型過負荷安全装置の構成図であ
る。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】従来例の吐出圧力線図である。

【符号の説明】

１…ボデー ２ａ…第１シリンダ ２ｂ…第２シリンダ ３…方向制御弁 ４…入口流路 ５ａ…給排路 ５ｂ…給排路 ６…流体排出路 ７…出口流路 ８ａ…ポンプ ８ｂ…ポンプ 24ａ…受圧室 24ｂ…受圧室 85ａ…吐出路 85ｂ…吐出路 86ａ…出口逆止弁 86ｂ…出口逆止弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボデー内に圧力流体によって駆動される
   シリンダと、該シリンダへの圧力流体の給排を制御する
   方向制御弁と、外部の圧力流体供給路を方向制御弁に接
   続する入口流路と、方向制御弁を上記シリンダに接続す
   る給排路と、方向制御弁を外部の流体排出路に接続する
   出口流路と、上記シリンダによって駆動されるプランジ
   ャ型ポンプとを備える圧力流体駆動式ポンプにおいて、
   ボデー内に２つのシリンダと各シリンダで駆動される２
   つのポンプとを設け、両ポンプの吐出路を出口逆止弁の
   下流で合流させるとともに、上記方向制御弁として、一
   方のシリンダの吐出駆動用受圧室への圧力流体の供給時
   に他方のシリンダの吐出駆動用受圧室の圧力流体を排出
   させ、一方のシリンダの吐出駆動用受圧室からの圧力流
   体の排出時に他方のシリンダの吐出駆動用受圧室に圧力
   流体を供給させる方向制御弁が設けられることを特徴と
   する圧力流体駆動式ポンプ。