JPS6193282A - 流動体圧送用ピストンポンプの作動制御装置 - 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】 Ａ０発明の目的 ＋１１　　産業上の利用分野 本発明は、流動体圧送用ピストンポンプの作動制御装置
、特に、一対のポンプシリンダに一対の駆動用油圧シリ
ンダが同心に連設され、連設された両シリンダ間の隔壁
を油密的かつ変位自在に貫通して両シリンダ内にピスト
ン棒がそれぞれ収容され、各ピストン棒の一端には駆動
用油圧シリンダ内をポンプシリンダ側の先部室およびそ
れとは反対側の後部室にそれぞれ仕切る駆動ピストンが
それぞれ固定され、各ピストン棒の他端にはポンプシリ
ンダ内を摺動するポンプシリンダがそれぞれ固定され、
各ポンプシリンダにはピストン棒の動作に応じて開閉さ
れる吸引口および吐出口がそれぞれ設けられる流動体圧
送用ピストンポンプの作動制御装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる流動体圧送用ピストンポンプでは、一方の
駆動ピストンがその油圧シリンダの一端に達したことを
検出して、両ピストン棒の変位を−　一時停止し、その
間に両ピストンシリンダに設けた吐出口および吸引口の
開閉態様を切換えて、両ピストンシリンダから流動体た
とえばコンクリートが交互に吐出されるようにしている
。

（３）　　発明が解決しようとする問題点上記従来の制
御によれば、次の（イ）、（ロ）の問題が生しる。

（イ）既に移送管内に圧送されたコンクリートなどの流
動体は、流動している途中で一時停止し、その後再び流
動することを繰返すことになるので、流動体の流れが逆
流して脈動し、これにより移送管が振動する。そのため
コンクリート圧送用ピストンポンプでは床に設置した配
筋を乱すことがある。さらに流動体が一時停止した後に
再び流動を開始するときには、大きなサージ圧が発生し
、これが騒音を誘起するという問題がある。

（ロ）流動体が流動性の劣るコンクリートのようなもの
であるときには、ポンプピストンの後退時にポンプシリ
ンダ内にその吸引容積を１００％満すコンクリートが吸
引されることは不可能であり、空気を同時に吸込むこと
が多い。そのため、吸引したコンクリートを圧送すべく
吐出口を開いてポンプシリンダを吐出管に連通させると
、吐出管内に既に圧送されているコンクリートの重圧に
より、ポンプシリンダ内の空気を圧縮して吐出管内のコ
ンクリートがポンプシリンダ内に逆流し、圧送効率が劣
化する。しかも逆流してくるコンクリートをポンプピス
トンにより圧送しなければならないので、サージ圧が非
常に発生し易くなる。

このような従来の欠点を解消すべく、本出願人は、先、
に、一方のポンプシリンダで吐出動作が行なわれている
途中に、他方のポンプシリンダでは吸引した生コンクリ
ートの加圧動作を開始させ、一方のポンプシリンダの吐
出動作が終了する頃に他方のポンプシリンダの吐出口を
開放するようにした制御装置を提案している。このよう
な制御によれば、化コンクリートの吐出が連続的となり
、しかもポンプシリンダ内に吸引される生コンクリート
は充分加圧された状態で圧送される。しだがって、脈動
の発生が極力防止され、移送管の振動およびサージ圧の
発生が抑えられるとともに、逆流の発生が防止されて圧
送効率が向上する。

ところが、ホッパから一方のポンプシリンダ内に生コン
クリートを吸入するときのサクション効率が悪いと、加
圧過程での時間が長くなり、一方のポンプシリンダの加
圧過程が終了していないのに、他方のポンプシリンダで
は吐出過程を終了してしまうことがある。このような事
態が生じると、生コンクリートの吐出が途切れてしまい
、脈動が生じることになる。

本発明は、上記事情に薫みてなされたものであり、常に
コンスタントに流動体を吐出し得るようにした流動体圧
送用ピストンポンプの作動制御装置を提供することを目
的とする。

Ｂ２発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明装置は、両駆動用油圧シリンダの先部室および後
部室に作動油を供給すべく両駆動用油圧シリンダに対応
して配設される一対の両方向可変容量式油圧ポンプと：
両駅動用油圧シリンダの後部側にそれぞれ設けられ駆動
ピストンのポンプシリンダから離反する方向の後退動作
を検知する一対の後退動作検知器と；該後退動作検知器
よりもポンプシリンダ側で両駆動用油圧シリンダにそれ
ぞれ設けられ、前記駆動ピストンの前進動作を検知する
一対の前進動作検知器と；前記後部側にそれぞれ設けら
れ、前記駆動ピストンの背圧が一定値以上となることを
検知する反転動作検知器と；一方の後退動作検知器の検
知信号によりその後退動作検知器に対応する一方のポン
プシリンダの吸引口および吐出口をともに閉じさせると
ともに一方の油圧シリンダの後部室へ作動油を流入させ
、さらに一方の反転動作検知器および他方の前進動作検
知器の両検知信号により他方の油圧シリンダの先部室内
に作動油を流入させるとともに、一方のポンプシリンダ
の吸入および加圧過程の時間と、他方のポンプシリンダ
の吐出過程の時間との差を設定値内とすべく前記両油圧
ポンプの吐出量を制゛御するように構成された制御手段
と；を含む。

（２）作　用 一方のポンプシリンダの吐出過程が終了する前に他方の
ポンプシリンダでは加圧過程開始が開始され、しかも一
方のポンプシリンダの吸入および加圧過程の時間と、他
方のポンプシリンダの吐出過程の時間との差が設定値以
内となるように制御される。このため、両ポンプシリン
ダからは流動体が途切れることなく連続的に吐出される
。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、流動体たとえば生コンクリート
を圧送するための流動体圧送用ピストンポンプ１は一対
の第１および第２ポンプシリンダ２ａ、２ｂに、一対の
第１および第２駆動用油圧シリンダ３ａ、３ｂが同心に
連設され、両シリンダ２ａ、３ａ；２ｂ、３ｂ間の隔壁
４ａ。

４ｂを油密にかつ変位自在に貫通して両シリンダ２ａ、
３ａ；２ｂ、３ｂ内に第１および第２ピストン棒５ａ、
５ｂがそれぞれ収容され、各ピストン棒５ａ、５ｂの一
端には第１および第２駆動用油圧シリンダ３ａ、３ｂ内
を第１および第２ポンプシリンダ２ａ、２ｂ側の先部室
６ａ、６ｂおよびそれとは反対側の後部室７ａ、７ｂに
ぞれぞれ仕切る第１および第２駆動ピストン８ａ、８ｂ
がそれぞれ固定され、各ピストン棒５ａ、５ｂの他端に
は第１および第２ポンプシリンダ２ａ、２ｂ内を摺動す
る第１および第２ポンプピストン９ａ。

９ｂがそれぞれ固定され、各ポンプシリンダ２ａ。

２ｂには第１および第２吸引口１０ａ、１０ｂ、ならび
に第１および第２吐出口１１ａ’、ｌｌｂが゛それぞれ
設けられて成る。

第１および第２ポンプシリンダ２ａ、２ｂならびに第１
および第２駆動用油圧シリンダ３ａ、３ｂに付属する部
分は同様に構成されており、これ以後、第１ポンプシリ
ンダ２ａおよび第１駆動用油圧シリンダ３ａに対応する
部分の構成について添字ａを付して説明するが、第２ポ
ンプシリンダ２ｂおよび第２駆動用油圧シリンダ３ｂに
対応する部分の構成についても同様であり、図面上に添
字すを付した同一参照符号を示すのみで、詳細な説明を
省略する。なお添字ａ、ｂが付されていないものは、両
者に共通のものである。

両ポンプシリンダ２ａ、２ｂの各吸引口１０ａ。

１０ｂに対応して共通のホッパ１２が設けられており、
両吸引口１０ａ、１０ｂを交互に閉じるべ　、く吸入切
換弁１３が設けられる。また両ポンプシリンダ２ａ、２
ｂの各吐出口ｉｉａ、ｌｌｂに対応して共通の吐出管１
４が設けられており、前記両畦出口１１ａ、ｌｌｂを開
閉すべ（吸送切換弁１５ａ、１５ｂが設けられる。しか
もこれらの吸送、切換弁１５ａ、１５ｂは、第１および
第２吐出口１１ａ、ｌｌｂを開放するときには、第１お
よび第２吸引口１０ａ、１０ｂを閉じるように構成され
る。

第１駆動用油圧シリンダ３ａの先部室６ａおよび後部室
７ａに作動油を供給して第１ピストン捧５ａを駆動すべ
く第１油圧ポンプ１６ａが配設される。この第１油圧ポ
ンプ１６ａは斜板式両方向可変容量ポンプであり、その
両畦出口が作動油路１７ａ、１８ａを介して先部室６ａ
および後部室７ａにそれぞれ接続される。

第１駆動用油圧シリンダ３ａにおける後部室７ａの端壁
寄りには、リミットスイッチなどの後退動作検知器１９
ａが設けられる。この後退動作検知器１９ａは、第１駆
動ピストン８ａの後退動作、すなわち第１駆動ピストン
８ａが第１ポンプシリンダ２ａから離反して該検知器１
９ａに達したことを検知して検知信号を出力する。。

また第１駆動用油圧シリンダ３ａには、前記後退動作検
知器１９ａよりも前方側、すなわち第１ポンプシリンダ
２ａ寄りの位置にリミットスイッチなどの前進動作検知
器２０ａが設けられる。この前進動作検知器２０ａは、
第１駆動ピストン８ａが前進して前進動作検知器２０ａ
まで達したことを検出し、検知信号を出力する。

さらに第１駆動用油圧シリンダ３ａにおいて後部室７ａ
に臨む端壁には、圧力スイッチなどの反転動作検知器２
１ａが設けられる。この反転動作検知器２１ａは第１駆
動ピストン８ａの背圧すなわち後部室７ａの油圧が設定
値以上となったときに検知信号を出力するものであり、
第１駆動ピストン８ａが限界まで後退して一旦停止し、
次いで前進動作に移って第１ポンプシリンダ２ａ内の生
、　コンクリートを所定値まで加圧したことを検出する
。

第１および第２駆動用油圧シリンダ３ａ、３ｂの後退動
作検知器１９ａ、１９ｂ、前進動作検知器２０ａ、２０
ｂおよび反転動作検知器２１ａ。

２１ｂの検知信号の入力に基づいて、制御手段２３は、
第１および第２油圧ポンプ１６ａ、１６ｂの斜板を駆動
する第１および第２サーボモータ２２ａ、２２ｂを制御
するとともに、吸入切換弁１３および製送切換弁１５ａ
、１５ｂの作動を制御する。

すなわち、制御手段２３は、一方の後退動作検知器１９
ａの検知信号に応じて第１ポンプシリンダ２ａの第１吸
引口ＬＯａおよび第１吐出口１１ａをともに閉じさせる
とともに第１駆動用油圧シリンダ３ａの後部室７ａに作
動油を流入させるべくサーボモータ２２ａを駆動しさら
に一方の反転動作検知器２１ａおよび他方の前進作動検
知器２０ｂの両検知信号により第２駆動用油圧シリンダ
３ｂの先部室６ｂ内に作動油を流入させるべくサーボモ
ータ２２ｂを駆動する。また上述と逆の動作も制御手段
２３によって制御される。

また制御手段２３は、第１ポンプシリンダ２ａにおける
吐出過程の時間Ｔ１と、第２ポンプシリンダ２ｂにおけ
る吸入および加圧過程の時間Ｔ２とを計測し、その時間
差（ＴＩ−７２）が設定値たとえば０．５秒以内となる
ように、第１および第２油圧ポンプ１６ａ、１６ｂの吐
出容量を制御する機能をも具有する。すなわち、反転動
作検知器２１ａで第１駆動ピストン８ａを検知しかつ前
進動作検知器２０ｂで第２駆動ピストン８ｂを検知した
ときが、第１ポンプシリンダ２ａの吐出過程開始であっ
て第２ポンプシリンダ２ｂの吸入および加圧過程の開始
であり、前進動作検知器８ａで第１駆動ピストン８ａを
検知したときが第１ポンプシリンダ２ａの吐出過程終了
、また反転動作検知器２１ｂで第２駆動ピストン８ｂを
検知したときが第２ポンプシリンダ２ｂの吸入および加
圧過程終了であり、それらの時間Ｔｌ、Ｔ２がそれぞれ
計測されるとともに比較される。たとえば第１ポンプシ
リンダ２ａにおける吐出過程の時間Ｔ１が第２ポンプシ
リンダ２ｂにおける吸入および加圧過程の時間Ｔ２より
も０．５秒以上大きくなったときには、第１駆動ピスト
ン８ａの前進速度を速くすべく、第２駆動用油圧シリン
ダ３ａの後部室７ａへの第１油圧ポンプ１６ａからの作
動油供給量が増大される。またこれとは逆に、第１ポン
プシリンダ２ａの時間Ｔ１が、第２ポンプシリンダ２ｂ
の時間Ｔ２よりも小さくなったときには、第１駆動用油
圧シリンダ２ａの後部室７ａへの第１油圧ポンプ１６ａ
からの作動油供給量を減少して第１駆動ピストン８ａの
前進速度が遅くされる。

第２ポンプシリンダ２ｂの時間Ｔ１および第１ポンプシ
リンダ２ａの時間Ｔ２についても上述と同様に比較され
、（Ｔｌ−７２）が０．５秒以下となるように第２油圧
ポンプ１６ｂの吐出量が制御される。

上記時間Ｔｌ、Ｔ２として吸入切換弁１３および吸込切
換弁１５ａ、１５ｂの作動時間を含むようにしてもよく
、それらの作動時間は一定であるので、時間差（Ｔｌ−
Ｔ２）は変化しない。

次にこの実施例の作用について第２図（ａｌ〜（ｆｌを
参照しながら説明する。

先ず第２図（ａ）において、第１ポンプシリンダ２ａは
吐出過程にあり、第１駆動ピストン８ａが反転動作検知
器２１ａで検知されたときから吐出過程の時間ＴＩが計
測される。このとき第１吸引口１０ａは吸入切換弁１３
および吸込切換弁１５ａで閉じられており、第１吐出口
１１ａは開放されている。一方、第２ポンプシリンダ２
ｂは吸入過程にあり、第２駆動ピストン８ｂが前進動作
検知器２０ｂで検知されたときから吸入および加圧過程
の時間Ｔ２の計測が開始される。このとき第２吸引口１
０ｂは開放しており、第２吐出口１１ｂは吸込切換弁１
５ｂで閉じられている。したがって第１ポンプピストン
９ａの前進動作により第１ポンプシリンダ２ａ内の生コ
ンクリートが吐出管１４から吐出され、第２ポンプシリ
ンダ２ｂ内には第２ポンプピストン９ｂの後退動作によ
りホッパ１２から生コンクリートが吸入される。

第２図（ｂ）において、第１ポンプシリンダ２ａは吐出
過程の途中にあり、第２ポンプシリンダ２ｂは吸入過程
の終りにあって第２駆動ピストン８ｂが後退動作検知器
１９ｂで検知される。これにより、第２油圧ポンプ１６
ｂの作動が一旦停止されるとともに、吸入切換弁１３が
第２吸引口１０ａを閉じるように制御され、その後第２
油圧ポンプ１６ｂは第２駆動用油圧シリンダ３ｂの後部
室７ｂに作動油を供給するように制御される。これによ
り第２駆動ピストン８ｂは反転して前進し、第２ポンプ
シリンダ２ｂでは吐出過程が開始される。

第２図ｆｃ）において、第２駆動ピストン８ｂの前進動
作により第２ポンプシリンダ２ｂ内は第２ポンプピスト
ン９ｂで加圧される。その第２ポンプシリンダ２ｂ内の
圧力すなわち第２駆動ピストン８ｂの背圧が設定値たと
えば４０ｋｇ／ｃＡに達したときに反転動作検知器２１
ｂが検知信号を出力し、第２油圧ポンプ１６ｂの作動が
一旦停止されるとともに吸込切換弁１５ｂが第２吸入口
１０ｂを閉じるように制御される。これにより第２ポン
プシリンダ２ｂの加圧過程が終了し、時間Ｔ２の計測が
終了する。一方、第１ポンプシリンダ２ａにおいては吐
出過程を継続中である。

第２図（ｄｌにおいて、第１駆動ピストン８ａが前進動
作検知器２０ａで検知されると、第１油圧ポンプ１６ａ
の作動が停止され、吸込切換弁１５ａは第１吐出口１１
ａを閉じるように制御され、これによって時間Ｔ１あ計
測が終了する。また第２油圧シリンダ１６ｂは第２駆動
用油圧シリンダ３ｂの後部室７ｂに作動油を供給すべく
制御され、第２駆動ピストン８ｂが前進動作を開始し、
第２ポンプシリンダ２ｂでは吐出過程が開始され、時間
Ｔ１の計測が開始される。

第２図（ｅｌにおいて、第１駆動用油圧シリンダ３ａで
は先部室６ｂに作動油が供給されて吸入過程が開始され
るとともに時間Ｔ２の計測が開始される。第１　！ＳＨ
動ピストン８ａが後退動作検知器１９ａで検知されると
、第１油圧ポンプ１６ａの作動が一旦停止されるととも
に吸入切換弁１３が第１吸入口１０ａを閉じるように制
御され、さらに第１油圧ポンプ１６ａは第１駆動用油圧
シリンダ３ａの後部室７ａに作動油を供給するように制
御される。これにより、第１ポンプシリンダ２ａは吸入
過程から加圧過程へと移行し、第２ポンプシリンダ２ｂ
は吐出過程を’４１！、Ｖｆ、している。

第２図（ｆ）において、第１ポンプシリンダ２ａの吐出
過程が終了したことを反転動作検知器２１ａで検知した
ときに、第１油圧ポンプ１６ａの作動が停止されるとと
もに、吸込切換弁１５ａは第１吸入口１０ａを閉じるよ
うに制御され、時間Ｔ２の計測が終了する。また第２駆
動ピストン８ｂが前進動作検知器２０ｂで検知されると
、第２ポンプシリンダ２ｂの吐出過程が終了し、吸込切
換弁１５ｂは第２吐出口１１ｂを閉じるように制御され
、時間ＴＩの計測が終了する。

このような第２図（ａ）〜（ｆ）の動作を繰返すことに
より、生コンクリートが連続的に吐出される。ところが
両ポンプシリンダ２ａ、２ｂ内への生コンクリートのサ
クション効率が悪いと、加圧過程の時間が比較的長くな
り、一方が吐出過程を終了しいるのにも拘らず、他方が
加圧過程の途中にあるような事態が生じる。このような
状態になると、吐出管１４からの吐出が途切れることに
なる。しかるに制御手段２３では時間差（Ｔｌ−Ｔ２）
を計測しており、その時間差（Ｔｌ−Ｔ２）がたとえば
０．５秒以内となるように第１および第２油圧ポンプ１
６ａ、１６ｂの後部室７ａ、７ｂへの作動油供給量を制
御して、吐出過程の時間を延長あるいは短縮するように
制御している。したがって、常に吐出過程は加圧過程終
了後０．５秒以内に終了することになり、吐出管１４か
ら、の連続的な吐出が行なわれる。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、一方のポンプシリンダで
吐出作用を終了する頃に他方のポンプシリンダでは加圧
作用を行なうので、流体の吐出が連続的に行なわれるよ
うになり、脈動の発生が極力防止され、移送管の振動お
よびサージ圧の発生が抑えられ、その結果、騒音の発生
が抑えられる。

また加圧状態で流動体の吐出が行なわれるので、逆流の
発生が防止され、圧送効率を向上させることができると
ともにサージ圧の発生を防止することができる。

しかも一方のポンプシリンダの吐出過程の時間と他方の
ポンプシリンダの吸入および加圧過程の時間との差が設
定値内となるように制御されるので、サクション効率が
悪くなったとしても、一方の吐出過程が他方の加圧過程
終了前に終了することはなく、流動体の連続吐出を確実
に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり第１図は全体
概略図、第２図（ａｌ〜（ｆ）は動作状態を順次示す概
略説明図である。 １・・・流動体圧送用ピストンポンプ、２ａ、２ｂ・・
・ポンプシリンダ、３ａ、３ｂ・・・駆動用油圧シリン
ダ、４ａ、４ｂ・・・隔壁、５ａ、５ｂ・・・ピストン
棒、５ａ、５ｂ・・・先部室、７ａ、７ｂ・・・後部室
、８ａ、８ｂ・・・駆動ピストン、９ａ、９ｂ・・・ポ
ンプピストン、ｔｏａ、１０ｂ・・・吸引口、１１ａ、
ｌｌｂ・・・吐出口、１６ａ、１６ｂ・・−油圧ポンプ
、１９ａ、１９ｂ・・・後退動作検知器、２０ａ、２０
ｂ・・・前進動作検知器、２１ａ、２１ｂ・・・反転動
作検知器、２３・・・制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対のポンプシリンダに一対の駆動用油圧シリンダが同
   心に連設され、連設された両シリンダ間の隔壁を油密的
   にかつ変位自在に貫通して両シリンダ内にピストン棒が
   それぞれ収容され、各ピストン棒の一端には駆動用油圧
   シリンダ内をポンプシリンダ側の先部室およびそれとは
   反対側の後部室にそれぞれ仕切る駆動ピストンがそれぞ
   れ固定され、各ピストン棒の他端にはポンプシリンダ内
   を摺動するポンプピストンがそれぞれ固定され、各ポン
   プシリンダにはピストン棒の動作に応じて開閉される吸
   引口および吐出口がそれぞれ設けられる流動体圧送用ピ
   ストンポンプの作動制御装置において、前記先部室およ
   び後部室に作動油を供給すべく両駆動用油圧シリンダに
   対応して配設される一対の両方向可変容量式油圧ポンプ
   と；両駆動用油圧シリンダの後部側にそれぞれ設けられ
   駆動ピストンのポンプシリンダから離反する方向の後退
   動作を検知する一対の後退動作検知器と；該後退動作検
   知器よりもポンプシリンダ側で両駆動用油圧シリンダに
   それぞれ設けられ、前記駆動ピストンの前進動作を検知
   する一対の前進動作検知器と；前記後部側にそれぞれ設
   けられ、前記駆動ピストンの背圧が一定値以上となるこ
   とを検知する反転動作検知器と；一方の後退動作検知器
   の検知信号によりその後退動作検知器に対応する一方の
   ポンプシリンダの吸引口および吐出口をともに閉じさせ
   るとともに一方の油圧シリンダの後部室へ作動油を流入
   させ、さらに一方の反転動作検知器および他方の前進動
   作検知器の両検知信号により他方の油圧シリンダの先部
   室内に作動油を流入させるとともに、一方のポンプシリ
   ンダの吸入および加圧過程の時間と、他方のポンプシリ
   ンダの吐出過程の時間との差を設定値内とすべく前記両
   油圧ポンプの吐出量を制御するように構成された制御手
   段と；を含むことを特徴とする流動体圧送用ピストンポ
   ンプの作動制御装置。